自动控制原理期末考试题A卷

1、A、100 B、1000 C、20 D、不能确定 一、填空题(每空1分,共10分) 1、在水箱水温限制系统中,受控对象为,被控量为 O 2、对自动限制的性能要求可归纳为、快速性和准确性三个方面,在阶跃响应性能指标中,调节时间表达的是这三个方面中的,而稳态误差表达的是 O 3、闭环系统的根轨迹起始于开环传递函数的,终止于开环传递函数的或无穷 远. 4、PID限制器的输入一输出关系的时域表达式是,其相应的传递函数为: 5、香农采样定理指出：如采样器的输入信号 e(t)具有有限宽带,且有直到 3h 的频率分量,那么使信号 e完满地从采样信号 e*(t)中恢复过来的采样周期 T 要满足以下条件：. 二

2、、选择题(每题2分,共10分) 1、设系统的传递函数为 G(S)=那么系统的阻尼比为() 251+5S+1 A.B1C.D 2525 2、非单位负反应系统,其前向通道传递函数为 G,反应通道传递函数为 H,当输入信号为 R(S% 那么从输入端定义的误差为( A、E(S)=R(S)G(S) 4、某些系统的开环传递函数如下,属于最小相位系统的是()o AK(2S)0K(S+1)K A、D、V、n 5(5+l)S(S+5)S(S一 S+l) 系统的开环传递函数为,那么该系统的开环增益为( (0.15+1)(5+5) B、E(S)=R(S)G(S)(S) C、E(S)=R(S)G(S)-H(S) D、

3、E(S)=R(S)G(S)H(S) 3、伯德图中的低频段反映了系统的( )o A.稳态性能 B.动态性能 C.抗高频干扰水平 D.以上都不是 5、 ). 三、6 分系统方框图如下图,画出其信号流图,并求出传递函数二巴. RS 四、8 分反应系统的开环传递函数为 Gs= 1试确定使系统稳定的 K的取值范围.4 分 2假设要求系统对于输入 rt=F 作用下的静态误差 essW0.5,试确定 K的取值范围.4 分 五、.4 分系统的开环传递函数GMS=E 1确定闭环系统根轨迹的出射角.2 分 2确定闭环系统的根轨迹与虚轴的交点.3 分 3绘制闭环系统的根轨迹图.6 分 4从图上确定 4=0.5 时,

4、闭环系统复数极点的位置.3 分 K(s+1) 52(5+3)(5+6) 六、14 分某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线 4助如下图: L(co)四 1、写出该系统的开环传递函数 G.；5 分 2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性.3 分 3、求系统的相角裕度 7.3 分 4、假设系统的稳定裕度不够大,可以采用什么举措提升系统的稳定裕度？3 分七、14 分一最小相位系统传递函数的渐近对数幅频曲线如以下图所示. 1求其传递函数.3 分 2概略绘制系统的奈氏曲线图及用奈氏判据分析该系统的稳定性.8 分 3说明能否直接由该渐近对数幅频曲线判断系统的稳定性.3 分 八、14 分设限

5、制系统如下图,要求：单位斜坡输入时,位置输出稳态误差 6,4 rad,开环剪切频率4.4rad/s,相角裕度 7245,幅值裕度分,心之 10 仍.设计串联超前校正网络.九、10 分以下a,b、c、d四图中的 G 曲线与负倒函数曲线的交点为 NO,N10,N20,判断各图中0,N10,20 对应的周期运动是否稳定. A卷冬案 一、填空题每空1分,共10分 1、水箱：水温 2、稳定性：快速性：稳定性和准确性.3、极点：零点 ?/=K/Q+e小+0 产*4=31+六+打 : 二、选择题每题2分,共10分 A：D：A：B：C；4、 M2 分 P：=G3GhPz=GiGiA：=A：=, LLG,H-L

6、-GGIH、 .一G3G?+GG 五一 FGUGGH；4 分 四、8分 五、14分 解 1图中标出开环零极点 解: %=900 2 分 系统稳定的 K取值范围 0 述8 屋2 分 由 eSS=2*1/K*=36/KW0.5,72WK 得：72WK814 分 系统稳定的 K取值范围 0 建8 屋2 分 由 eSS=2*1/K*=36/KW0.5,72WK 得：72WK(j)= 100 .cot ICO/+1 JI；10 7100 1 分3 分 2 分 2 分 故系统的开环传函为 G0(s)= 100 S+1 110 +1100 1 分 3、求系统的相角裕度人 100 CO CD 开环幅频特性 U

7、oo； 1分开 环 相 频 特性: 3o(s)=-90TgO.loTg 010 1 分求幅值穿越频率,令 43)= co co 100 co 生0 /%() 且从fQ段外下降不阑烈J-1L-1-1JJJ1Ui1- 综合以上因素,适宜采用珠(s)=la1 (4分) 2)计算参数,r,初选 G.根本出发点：使.=4 由(&)=.(利)+ =Ao()+I01g67=0 o(q)=T igq 由图,4(例)=-401g二 CO 44 =-401g-7=JVio =-101g67 =8.8 T=J=7=().114 yja(ocV4-4.4 1cli=2.2,=0.456T0.114 于是,G*)=竽?Ts+i 0.456s+1 0.114s+l 3校验: 写出校正后的传递函数: K(aTs+l) S(5+1)(/5+1) 绘出校正后的 Bode图由图可求知计算或读取 fc=4.56 /=49.2 K?d