电气自动化专升本自动控制仿真试题4

密寸线共8页第1页三、（共24分）某单位负反馈控制系统如图，阻尼比匚=0.5，试求阳t^^]浮Vs（s+1）1、系统类型、阶次。（2分）2、"、无阻尼振荡角频率①〃、有阻尼振荡角频率①刁的值。（6分）3、系统的开环传递函数g"）。（2分）4、静态误差系数Kp,Kv和KaO（3分）5、系统对单位阶跃、单位斜坡、单位加速度输入的稳态误差.广匕“，%。（3分）6、峰值时间，，最大超调量c%。（4分）SSP折茶7、输入信号为r（t）=2时，系统的稳态输出c（8）、输出最大值c。（4分）四、（共16分）传递函数题。1、（从图（。），0）中选作一题…）求系统输入为气，输出为七时的传递函数xo是电压量。注：图（。）中，x

（a）气是位移量；图（b）中，七°（b）X(s)oX〔(s)。（6分）

五、（共12分）1、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为Gk（s）=（2言*中，试确定使系统产生持续振荡的K值，并求振荡频率«。（6分）Pc=2Pc=2ImG（加）H（加）L（3）（-1,-兀-兀（a）（bPc=2Pc=2ImG（加）H（加）L（3）（-1,-兀-兀（a）（b）六、（共9分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为Gk（s）=，试求:1、绘制开环对数幅频特性曲线的渐近线。（4分）2、输入为r（t）=2sin（2t+90°）时，闭环系统的稳态输出。蹈。（5分）七、（共11分）图（。）、0）中，实线分别为两个最小相位系统的开环对数幅频特性曲线，采用校正后，曲线由实线变为虚线，试问：1、串联校正有哪几种形式？（3分）2、图（a）、（b）应分别采取什么校正方法？（4分）3、图（a）、（b）所采取的校正方法分别改善了系统的什么性能？（4分）L®)[-1L(&)注：-1表示-20dB/dec，-2表示-40dB/dec（a）（b）试题标准答案院（系）：电气工程学院自动化系教研室：自动化教研室考核课程：自动控制原理学年：（春、秋）季学期考核类型：闭卷开卷涂卡考核专业年级：—、（共16分，每空2分）1、开环控制系统、闭环控制系统2、当初始条件为零时，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比3、2e-t—e-it4、若控制系统的传涕函数中有零点或极点在复平面成1的右半部，则称为非最小相位传涕函数，相应的系统称为非最小相位系统5、0.56、以圆心为原点的单位圆内7、*'3，120二、（共12分）1、（8分）将A点后移R(s).GGGGC1~~2341+GGG+GGG+GGGGG345——2361―2347

所以，2、(4分)C(s)GGGG=1—2—3~4R(s)1+GGG+GGG+GGGGG34523612347E(s)R(s)-G-C(s)A八C(s)1+GGG+GGG=7=1—G=3_4_52_3_6R(s)R(s)7r(s)1+GGG+GGG+GGGGG34523612347三、所以，2、(4分)1、1型、2阶(2分)2、K=1(2分)®=1rad/s(2分)<3①=3J1-。2==0.866rad/s(2分)3、Gk(s)=1

s(s+1)（2分）4、5、K=limG3、Gk(s)=1

s(s+1)（2分）4、5、K=limG(s)=8Pst。KK=limsG(s)=1K=lims2G(s)=0esspessvessa八K.106、7、（1分）（1分）s—0K=1/(1+K)=0=1/K=1=1/K=8a兀2兀-—=~^==3.63<3<3V（1分）（1分）（1分）（1分）%=e1Y2x100%=e,1—0.52x100%=16.3%（2分）bC(s)=R(s)G(s)=2.―?—-；Bss2+s+12c(8)=limc(t)=limsC(s)=lims-—st0s（2分）tT8st0c=2(1+Q%)=2.33四、(共16分)「—1——=2s2+s+1（2分）（2分）1、（从图（a），0）中选作一题）。（6分）TOC\o"1-5"\h\z（a）解：列写动力学微分方程：m.o+f~°-（k+k）（x—x）=0d2tdt12io经拉式变换得：ms2X(s)+fsX(s)-(k+k)[X(s)-X(s)]=0oo12ioms2X(s)+fsX(s)+(k+k)X(s)=(k+k)X(s)oo12o12iX(s)_k+k化简并整理，得：耳时=ms2+f+R+k2

0)解：采用运算电阻的方法:X(s)R+1/CsRCs+1—□—□

o222、(6分)X(s)R]+R2+1/Cs(R1+R2)Cs+12、(6分)KTs+1由20lgK=20得K=10；转角频率«T=0.5，得T=2。所以，G(s)=102s+13、(KTs+1由20lgK=20得K=10；转角频率«T=0.5，得T=2。所以，G(s)=102s+13、(4分)C(z)=Gf2(z)R(z)—1+响(z)H(z)五、(共12分)121、(6分)方法一：特征方程为：D(s)=s3+2s2+4s+K=0列劳斯表s314s22Ks12x4-K2s0K一山十，、…，，八2x4-K八8>K>0要使系统稳定，则K>0;-2>0。得：所以，使系统产生持续振荡的K值为：K=8将K=8代入特征方程，即系统的闭环传递函数为：Gb(s)=3+22：4+KD(s)=s3+2s2+4s+8=(s2+4)(s+2)=0解得其虚根为，s=±j2。所以，振荡频率3=2方法二：系统临界稳定，所以过(-1,j0)点，贝9Gk(s)=KKs(s2+2s+4)s3+2s2+4sGK(沁)=-232+K4…3)=-1+j0K=232-j(43-33)，即4w-33=0所以，K=8，3=22、(6分)N+—N_=0—2=0，ZR=PR—2N=6，所以闭环不稳定。(3分)N—N=2_1=1，Z=P_2N=0，所以闭环稳定。(3分)六、(共9分)一RR1、(4分)2、闭环传函为G(s)=%("、=4——7B1+G(s)s2+2s+4频率特性为GB(沁)=4_®2+j2®C、44,①=2,A(①)—=—=1，即：A(2)=1\o"CurrentDocument"\.'(4-①2)2+(2必)24/、2①中(①)=—arctg=—900，即：中(2)=90。4一①22-A(2)=2；中(2)—90o=0o系统稳态输出为：css=2sin2t七、(共1