2007～2008学年第二学期自动控制原理科目考试试题A卷及答案e

第2页（共第2页（共页）-- 2007～2008学年第一学期自动控制原理 科目考试试题A卷题得号分一二(1) 二(2) 二(3) 二题得号分一二(1) 二(2) 二(3) 二(4) 二(5) 二(6) 二(7) 二(8)总分阅卷人-：-批-批审-审填空题(35分,2分外,1分)：-1-1-- 系统、随动系统和 系统。-：-题- 2、线性系统的主要特点是具有 性和齐次性。-审-3审--线）线

传递函数为[12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系统的零点为 ，极点为 ，增益为 其单位阶响应为 ；该系统的可近似为传递函数的二阶系统。-订-订：--题- -封命-封-

4、分析自动控制系统时常用的典型输入信号是阶跃信号、斜坡信号、抛线信号、 和 。5、自动控制系统包含 和自动控制装置两大部分。6线性系统数学模型的其中五种形式是微分方程、传递函数、 、 、 。密-密--出封超：- 号-学不-学不--题-题--答-答--（-（--：名姓

、 是确定平面上根轨迹的充分必要条件，而用 确根轨迹上各点的根轨迹增益k*的值当n-m≥ 时,开环n极点之和等于闭环n个极点之和。8对自动控制的性能要求可归纳为 和准确性个方面，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 。9、香农采样定理指出：如果采样器的输入信号e(t具有有限宽带，并且直到ωh的频率分量，则使信号e(t)完满地从采样信号e*(t)中恢复过来的采样周期T要满足下列条件： 。10对于给定的阻尼比二阶系统的峰值时间和调整时间均与系统的谐振率成 比。、非线性系统的描述函数N（A）定义为非线性环节的输出 与输入正弦量的复数比非线性系统如其线性部分的传递函数为则系统产生自激振荡的条件为；如G(s)是最小相位系统若曲线不包围 曲线则系统是稳定的-12g(t3e1.25--

，则系统的传递函数为。：- 。）-写--填- 13.表征一阶系统静态特性的参数，动态特性的参-生-数是 。生-（学- 14、线性二阶系统当ζ=0 时，系统有一对纯虚根，其（-级- 过程，奇点类型是 。--班-第1 页（共 页）-15差分方程为c(n2)e0.5T)c(ne0.5Tc(n)e0.5T)r(n的系统的脉冲传递函数是：{ }1、已知单位反馈系统的开环传递函数为（S=1（S+，则闭环系统r(t)=sin2t时的稳态输出c(t)= 。二．分析题（共65分）1、求下图所示电路的传递函数及微分方程（8分。2、已知系统的结构图如下图所示，求系统的传递函数(6分)3、已知系统的特征方程为D(s)s52s42s34s210=0,试判定系统的稳定性，并说明位于右半S平面的特征根数目(8分)。4（s=8/[s2(s+2)],试计算输入r(t)1(t)tt2时，以及r(t)=1(t)+t+t2（8分。5、已知开环零极点分布如图所示，试绘出相应的闭环根轨迹概略图分。j j j图a 图b 图c第4页（共页）第4页（共页）6、一最小相位系统传递函数的渐近对数幅频曲线如下图所示。（12分）--（1）（2）（3）线： ）号-号学线学--订--装-封-封-7T=1秒，求系统闭环脉冲-密-传递函数及分析系统的稳定性（10分。密-超封出超封出：-

y*ty10 y --名- 能-姓-不-不-题-题

T

s1答-8、已知非线性系统的微分方程为答-密（ 52xx20-试求系统的奇点并判断其类型（7分。写-写填-填-生-生学-学-（-（级-级--班-班第3 页（共 页）2007～2008学年第二学期自动控制原理试题A卷答案一、填空题1、恒值控制；程序控制。2、叠加。3 、 -10 ； -2 ， -3 ， -30 ； 2 ；2 16

2t

28

3t

1

；30t3 9 21[1.2(s+10)]/[(s+2)(s+3)]。4、正弦信号；脉冲信号。5、被控对象。6、差分方程；脉冲传递函数；方框图和信号流图。7、相角条件；幅值条件；2。8、稳定性；快速性；快速性；稳定性和准确性。9、2T 2h10、反。

( 2 )s h11、输出基波分量；-1/N(A)；-1/N(A)。1、3/（s+1.2。13、K；T。14、等幅振荡；稳定中点。C(z) z(1e0.5T)15、G(z)

。R(z) z2(1e0.5T)ze0.5T16、css

r j2sin(2t0.35sin(2t45。m二．分析题1、传递函数：

U(s) R2C2s22RCs1c ；U(s) R2C2s2r

3RCs1微分方程：

duc

3 du 1c u

dur

2 du 1r u 。dt2

CRdt C2R2

dt

CRdt C2R2 r第5页（共页）第5页（共页）第6页（共第6页（共页）-- 2、 3、 D(s)s52s42s34s210=0 5- Routh：S-

1 2 11：- S4 2 4 10号线学 ） S3 6- 2 12- 线 S 10-订-- S 6订--装-- S0 10装-封-2个正根。封--密-42密--

=，Kp

= ，Ka

=K=4：封出

r(t1(t、tt2时，e

分别为0，0，1/4当名- 超姓- 2

ss ；能-能--不-5不--题-题--答-答--密（--）-）-写--写-填-生-

当r(t)=1(t)+t+t 时，根据线性系统的叠加原理，ess=1/4=1/4j j j图a 图b 图cK-学- 6（1）依图可写出G(s)-（--（-级--班-

(ss1 ss

-- 20lgK)40db ---- 100-- 所以 G(s) 1 1

K100-- ( s--1 2

s（2）因为P=0，N=0，Z=0，所以系统稳定。（3）可以直接由该渐近对数幅频曲线判断系统的稳定性。7、G(Z)=Z(z)

10 6.32zs(]=s(z1)(zs(]=Y(z) G(z) 6.32zR(z) 1G(z) (zz0.368)6.32z闭环特征方程Z2+4.952Z+0.368=0Z1=-0.076 , Z2=-4.876系统特征方程的根有一个在单位圆外，因此，该离散系统不稳定。8、解：相轨迹方程为：

d 0.52xx2令d

dx 有 0有dx

0.52xx2 0x 0,x1 2

2

0

2有二个奇点：

, 21212

0 0在奇点(0,0)

f(x,x

|(0,0

(22x)|

(0,0

2f(x,

|(0,0

0.5f x

2x0.5x 第7页（共页）第7页（共页） x0 x -

0.251.39j-处有一对具有负实部的共轭为稳定的焦点。 (-2,0)处， f(x,)x f(x,

|(-2,0

(22x)| 2(-2,0)： -号 线）

|(-2,0

0.5学线-- 线--订

f