自动控制原理及其应用A卷(试题)_第1页
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文档简介

1、自动控制原理及其应用A卷 一、填空题(本题14分,每空1分))(1)()(sssG2、与非线性系统相比较,线性系统具有 和 。传递函数只适用于线性 系统。1、对自动控制的性能要求可归纳为 和 三个方面, 在阶跃响应性能指标中,调节时间体现的是这三个方面中的 ,而稳态误差体现的是 。3、开环对数幅频特性的低频段反映了系统的 性能,中频段反映了系统的 性能,高频段反映了系统4、单位负反馈系统中,已知系统的闭环传递函数为(s),则开环传递函数稳定性 快速性准确性准确性 快速性叠加性齐次性定常稳态动态抗干扰性。5、典型二阶系统极点分布如图1所示,则无阻尼自然频率wn= ; 阻尼比 0.707 。2二、

2、选择题(本题16分,每题2分) 1、 反馈控制系统又称为( ) A、开环控制系统; B、闭环控制系统; C、扰动顺馈补偿系统 D、输入顺馈补偿系统 2、在下列各项中,能描述系统动态特性的是( )A、精度 B、稳态误差 C、开环截止频率 D、速度误差系数 BC3、关于控制系统的根轨迹,正确的观点是 ( )。A、根轨迹是控制系统开环极点随系统根轨迹增益从零到无穷大变化而留下的轨迹。B、根轨迹是控制系统闭环极点随系统根轨迹增益从零到无穷大变化而留下的轨迹。C、根轨迹是控制系统开环极点随系统开环轨迹增益从零到无穷大变化而留下的轨迹。D、根轨迹是控制系统闭环零点随系统开环轨迹增益从零到无穷大变化而留下的

3、轨迹。4、线性定常二阶系统的闭环增益加大:( ) A、系统的快速性愈好; B、超调量愈大; C、峰值时间提前;D、对系统的动态性能无影响。BD5、系统的开环传递函数为两个“S”多项式之比 ,则闭环特征方程为:( ) A、N(S) = 0 B、 N(S)+M(S) = 0 C、1+ N(S) = 0 D、与是否为单位反馈系统有关( )( )( )M SG SN S6、积分环节的幅频特性,其幅值与频率成:( )A、指数关系 B、正比关系 C、反比关系 D、不定关系7、控制系统的超调量与下列哪个因素有关? ( ) A、稳态误差; B、稳定性; C、系统阻尼; D、开环增益。BCC8、关于奈奎斯特稳定

4、判据,正确的观点有( )。 A、如果开环是最小相位系统,则闭环稳定的充要 条件是奈氏曲线逆时针包围(-1,j0)点。 B、如果开环有P个不稳定极点,且G(jw)H(jw)在(-1,j0)点左侧穿越负实轴次数满足,则闭环系统稳定。 C、如果开环有P个不稳定极点,且G(jw)H(jw)在(-1,j0)点左侧穿越负实轴次数满足则闭环系统稳定。 D、奈氏判据是依据控制系统的闭环频率特性来判断相应闭环系统的稳定性的。C三、(本题10分)已知系统传递函数 且初始条件为c(0)=-1,c(0)=0,试求系统在输入作用下的输出。232)()(2sssRsC)(2)(2)(3)(22trtcdttdcdttcd

5、ssCssCssCs2)(23)(3)(2解 :系统的微分方程为考虑初始条件,对上式进行拉氏变换,得所以 c(t)=1-4e-t+2e-2t22141) 23(23)(22sssssssssC四、(本题10分)试用结构图等效变化法或梅逊公式求图5所示系统的传递函数C(S)R(S)。,211132111GGLGGGP,)LLGGGLGGL3213221321111)()(GGGGGGGGGGPsRsC解:梅逊公式:图中有1条前向通路,3个回路所以结构图等效变换法:32132213211)()(GGGGGGGGGGsRsC五、(本题14分)系统结构图如图6所示。(1)为确

6、保系统稳定,如何取值?(2)若时,要求系统稳态误差,应取何值?) 5)(10(50)(sssKsG 1vKKssssD505015)(23解:(1)列劳斯表:0501515)15(5050155010123KKsKKsKss150 K22)( ttr系统稳定范围:25. 02Kess8K158K(2)由静态误差系数法当 时,令综合考虑稳定性与稳态误差要求可得: 得六、(本题16分)已知单位负反馈系统的的伯德图如下,(1)试求系统的开环传递函数;(6分)(2)试求系统的相角稳定裕度和幅值稳定裕度。(3)判断闭环系统的稳定性。(2分)) 120)(110)(1() 12(100)(ssssssG1

7、 .135 .21gc解:(1)系统的开环传递函数如下)( 3 . 9343. 08 .24)(180dBhc(2)(3)系统不稳定 七、(本题20分)已知单位反馈系统的开环传递函数,要求: (1)确定 产生纯虚根为的值和值 (2)概略绘出 的闭环根轨迹图(要求确定根轨迹的渐近线、分离点、与虚轴交点等)。)20)(10()()(2ssszsKsG) 5)(2)(1()()(ssssKsHsG020030)()20)(10()(2342zKsKssszsKssssD解:(1)闭环特征方程0)30()200()(324KjzKjD有:0300200324KzK30K30199z) 5)(2)(1()()(ssssKsHsG43,44) 12 (24) 1() 2() 5(0kaa05121111dddd令实虚部分别等于零即: 把=1代入得: (2)实轴上的根轨迹:-5,-2-1,0分离点:渐近线:KsssssD10178

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