2003工程自控原理

1、哈尔滨工程大学2003 年招收科目名称:自动控制原理入学试题一,(共计 15 分) 控制系统的数学模型设 系统结构图如下:R(S)为输入量,F(S)为干扰信号,C(S)为输出量.分别求出该系统的传递函数 (S)=C(S)/R(S) 和 扰动传递函数 f(S)=C(S)/F(S)(说明:计算步骤占 9 分, (S)占 3 分, f(S)占 3 分.)二 (共计 25 分)已知负反馈控制系统的开环传递函数为G(S)=K/(S-0.6)*(S2+3S+4.5)绘制该系统的根轨迹;指明使闭环系统稳定的 K 值的取值范围(1)(2)(3)当 K=8.7 时,计算闭环系统响应稳态误差值阶跃输入的稳态输出值

2、及三 (共计 30 分)稳定判断1(8 分)控制系统的特征方程为 S5+4S4+2S3-4S2+S+2=0分析该系统的稳定,若闭环系统不稳定,数.在 S 平面右半部的极点个(给出计算表)2(8 分)已知负反馈系统的开环传递函数 G(S)=K/S(T1+1)(T2S+1)当 K=10 时,G( jw)与负实轴相交于(-0.25,0)一点,给出使闭环系统稳定的 K 的区值范围.3(8 分)右图给出某负反馈系统(最小相位系统)的渐进幅频图据图求出该系统的开环传递函数.4(6 分)近似计算 3 小体相角r 和幅值20logKg四(共计 25 分)设负反馈系统的开环传递函数为G0(s)=k/s(1+1.

3、25)(s+125)试设计串联校正环节，满足设计指标：静态速度误差系数 Kv370调整时间 ts=0.25 秒（=0.0.2）;超调量 p=30%(说明：校正方案 5 分，校正环节参数计算 15 分，指标检验步骤 5分)注意：第五题与第六题任选一题即可。若两题都解，按得分少的计算成绩。五 （共计 15 分）设非线性系统结构及=160 幅相图，如下图所示1（5 分）计算 K=160 时，G( jw)曲线与负实轴的交点。此时，该系统是否存在自持震荡。2（5 分）至少给出消除自持震荡的方法。对于图中所示的系统，给出避免自持震荡的 k 值范围。3（5 分）若非线性部分由非线性元件串联组成，元件非线性特

4、性如下图所示，画出等效非线性特性。六（共计 15 分） 设线性系统结构及参数如图 a 所示，采用计算机控制，其系统结构如图 b 所示，在保证闭环系统特性基本不变，可取采样周期 T00.02 秒。图（a）图（b）1（5 分）近似计算数字控制器 D（z）的 脉冲传递函数，需说明所使用的近似替代法。2（5 分）计算被控对象的等效脉冲传递函数 G（z）。3（5 分）计算闭环脉冲传递函数 （z）=C（z）/R（z）七（25 分）已知线性定常系统的方框图如下：1（9 分）给出该系统的状态实现（三准型）2（7 分）分析该系统的能观性和能控性，能控或能观标3（9 分）若该系统不完全能观或不完全能控，做相应的能观性和能控性分解。八（15 分）给定线性系统 x=Ax+bu=(0 1)(-2 3)x+(-1) (4)u注：数组00=0数组00=1式的含义。01=110=-2 11=310=4原题没有，为了让大家明白上面等1(9 分)求该系统的方程解，说明该系统的稳定性。2（6）采用状态反馈： uk1 k2XK1,K2 取值范围。, 试确定出使闭环系统稳定的注：由于试题复印得不是很清晰，不敢保证本试题试卷完全。如果一样。希望大家指正，有待修改完善！另外，本