05自控考卷期末A答案

2005《自动控制原理》考题A答案一、1）第一个运算放大器的传达函数为g1(s)R2；R1第二个运算放大器的传达函数为g2(s)R41；R3R3Cs功率放大器的输入u2到电动机角速度的传达函数为:g3(s)k；Ts1电动机角速度到机械装置位移的传达函数为:g4(s)1；s电动机角速度到速度反应信号的传达函数为:g5(s)ks；2机械装置位移到位移反应信号的传达函数为:g6(s)kp。2）系统方框图为rg1(s)g2(s)g3(s)g4(s)g5(s)g6(s)

y3）该系统的传达函数为10k(s1)G(s)Ts2(2k1)s2k。二、1）k增大时，系统的根轨迹渐渐向虚轴凑近，最后穿过虚轴进入复平面右半平面。从根轨迹能够看出：当k很小时，k增大能够提升系统的稳固性；可是k大到必定值以后k增大会减弱系统稳固性。2）系统追踪单位斜坡的稳态偏差为：s(s1)(s2)12esslims1)(s2ks0ks(s2)s增大会提升系统稳态精度。3）系统开环伯特图如下图（实线），当k增大变为虚线。由此能够看出当k增大系统系统低频段增益增大，稳态精度提升；稳固裕量减小，稳固性变差。三、1）系统根轨迹如图1.5212）依据根轨迹可知，阻尼系数等于0.707时，闭环系统的极点为1.5j1.5,所以依据幅值条件有:k0.5j1.50.5j1.52。所以，当0k2时，该系统阻尼系数小于0.707。3）该系统是一个典型的二阶系统。当k0.25时，系统有一对共軛复极点。这时，系统过渡过程时间是由系统极点的实部决定的。从根轨迹图可知，k增大不会影响系统极点的实部，所以k增大不会从根本上影响系统的过渡过程时间。四、1）由系统的构造图可知，从躁声n到系统输出y的传达函数为Gn(s)K。sK当r0，nsin10t时，系统稳态输出是一个正弦信号，不会趋于零。2）在上述状况下，系统稳态输出是为y(t)Ksin(10ttg1(10/K))。j10K若要求Kj100.01K则K0.010.1。0.9999五、1）对随意T,K0，系统开环传达函数的幅相频次特征总在第二相限，如图，所以，系统开环传达函数的幅相频次特征老是包围(1,j0)两圈，系统老是不稳固。2）由于该系统开环传达函数的相角老是小于180o，滞后校订装置的相角老是负的，加上滞后校订装置后系统开环传达函数的相角也老是小于180o，所以滞后校订装置不行能稳固该系统。另一方面，超前校订装置将产生正的相角，使得校订后系统开环传递函数的相角大于180o，所以关于该系统来说，超前校订装置是一个可行的选择。六、1）连续对象的脉冲响应为：g(t)L1k1)k(1et)。s(s所以，失散化后的脉冲响应传达函数为k(1eTs)z，G(z)(z1)(zeTs)相应闭环系统的脉冲响应传达函数为Gc(z)k(1eTs)z。(z1)(zeTs)k(1eTs)z闭环系统的特点方程为z21eTsk(1eTs)zeTs0.经变换zw1后得：w1k(1eTs)w22(1eTs)w2(1eTs)k(1eTs)0.所以k的稳固范围为0k2