大学《自动控制原理》试题及答案(十九)

A.3=3'ccA.3=3'cc4.PID控制规律是D.3与3'无关

ccB.比例与积分D.比例、积分与微分）A.90°B.—90° C.0°D.—180°大学《自动控制原理》试题及答案.选择题（每题2分，共20分）.对于一阶、二阶系统来说，系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的（）A.充分条件 B.必要条件C.充分必要条件 D.以上都不是KTOC\o"1-5"\h\z.开环传递函数为G（s）H（s）=,—K一则实轴上的根轨迹为（ ）「n S3（S+4） 「 [A.[—4,^] B,[—4,0]C.（一叱一C.（一叱一4）3.进行串联滞后校正后，校正前的穿越频率①与校正后的穿越频率祝的关系，通常是c c（）B.3>3' C.3<3'cc cc一控制规律的英文缩写。（ ）A.比例与微分C.积分与微分.比例环节的频率特性相位移。（3）=（.用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是（）A.脉冲函数 B.斜坡函数 C.阶跃函数 D.正弦函数.由电子线路构成的控制器如图，它是（）A.超前校正装置.滞后校正装置 I一口一TOC\o"1-5"\h\zc.滞后一超前校正装置 ,―匚h—1_I -D.超前一滞后校正装置 1.控制系统的上升时间tr、调整时间tS等反映出系统的（ ）A.相对稳定性 B.绝对稳定性C.快速性 D.平稳性.口型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为（ ）A.-60（dB/dec） B.-40（dB/dec）C.-20（dB/dec） D.0（dB/dec）.下列频域性能指标中，反映闭环频域性能指标的是（ ）A.谐振峰值Mr B.相位裕量YC.增益裕量K D.剪切频率①g c二.判断题（每题2分，10分）.二阶系统在单位阶跃信号作用下当。=0时输出为1-cos攻t（）n.系统的特征方程为S4+3s3+S2+3s+1=0则该系统稳定 （）.典型惯性环节相频特性叭攻）=-900 （）

4.单位负反馈系统开环传递函数G4.单位负反馈系统开环传递函数G（s）=s(0.01s2+0.04s+1)的幅值裕量为2.5DB（）5.闭环采样系统的极点为P.当0<P<1时该系统瞬态分量收敛三.简答题（17分）.定值控制系统、伺服控制系统和程序控制系统各有什么特点？（5分）.线性系统和非线性系统各有什么特点？（5分）.对于最小相位系统而言，采用频率特性法实现控制系统的动静态校正的基本思路是什么？静态校正的理论依据是什么？动校正的理论依据是什么？（7分）四.试求F（z）=四.试求F（z）=10z(Z-1)(z—2)的Z反变换。（13分）五.求图所示RC网络的动态结构图。设ui(t)为输入，uo(t)为输出。(13分)CTOC\o"1-5"\h\zO—— 1 1 ——OR1 1ui R2UuoO o六.若A(s)=s3+5s2+8s+6=0原系统稳定，检查是否有。广1的稳定裕量。(13分)〜、K(Ts+1)灯灯七.设系统开环传递函数为G(s)=T ；T>T试分析系统参数与相角裕度的关系。s2(Ts+1)1 22(14分)（（4分）自动控制原理试卷19答案1.C、2.B、3.C、4.D、5.C、6.D、7.B、8.C、9.B、10.A （每题2分，20分）1.V2.J3.X4.V5.V （每题2分，10分）简答题（17分）定值控制系统为给定值恒定，反馈信号和给定信号比较后控制输出信号、伺服控制系统为输入信号是时刻变化的，输入信号的变化以适应输出信号的变化，程序控制系统的输入和反馈通过程序来控制系统的输出。（5分）线性系统的输入和输出呈线性变化，非线性系统的输入和输出呈非线性变化，求解系统的传递函数是系统的输入必须为线性系统。（5分）答：设校正装置的形式为GQ）=KcGQ）。根据开环传递函数的形式以及对系统静态c spc指标的具体要求，确定校正装置中积分环节p的个数，以及比例环节kc的取值；然后再根据对系统的动态指标的要求，根据受控对象的结构特征，选择超前校正网络、滞后校正网络或滞后超前校正网络，实施动态校正。静态校正的理论依据：通过改变低频特性，提高系统型别和开换增益，以达到满足系统静态性能指标要求的目的。动校正的理论依据：通过改变中频段特性，使穿越频率和相角裕量足够大，以达到满足系统动态性能要求的目的。（7分）（13分）解：分别用长除法、部分分式发和留数计算发求解。长除法：通过长除法将F（z）表示为无穷级数形式TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"F（z）=10z-1+30z-2+70z-3+… （2分）根据z变换的定义有\o"CurrentDocument"/（0）=0,/（T）=10,/（2T）=30,/（3T）=70… （2分）部分分式发：先将F（z）分解为部分分式的和11\o"CurrentDocument"F（z）=10[ ] 八\o"CurrentDocument"1-2z-1 1-z-1」 （2分）然后，再求各个分式的Z反变换，得\o"CurrentDocument"f(nT)=10(2n-1) (n=0,1,2,3 ) (3分)留数计算法：z"-1F（z）在极点1和2处的留数之和，得f(nT)10f(nT)10zn7:-210zn+ z-1z-1z-2二10(2n-1)(n=0,1,2,3……)(4分)五．（13分）解：绘图时第一步列出各环节的传递函数方程，画出传递函数框图。（（2分）（2分）（2分）（2分）一、U(s)-U(s)I(s)=-i__—RRi7/、U(s)-U(s)I(s)=-i-i——o—c 1CsI(s)=I(s)+1(s)RCU(s)=I(s)RO2（3分）六．（13分）解：把虚轴右移。1重新建立一个Z平面，如图所示。以s=z-。1（3分）六．（13分）解：把虚轴右移。1重新建立一个Z平面，如图所示。以s=z-。1求得z坐标函数后再进行判断。S=Z-。1=2-1,代入A(z)=(z-1)3+5z-1)2+8(z-1)+6=0（2分）Z3+2z2+z+2=0排劳斯表Z3Z2Z1Z0第一列系数全正12sC0）2但有一行为零，说明有一对相反根。A⑵=2z2+2=0,z=土j说明愿系统刚好有。=1的余量。A（s）=（s2+2s+2）（s+3）（3分）（1分）（3分）p1.2七．（14分）解为获得一定的相角裕度，穿过0dB线的L（3）曲线斜率应为-20dBdec这时画的曲线11如图其中①——,®—V。系统的相角裕量为1T2T12丫―180。+叭3）c―180。+（-180°）+arctgT3-arctgT31C 2C（3分）—arctgT3-arctgT3（3分）1C 2C33—arctg—c-arctg—c3312由上式可知1）如果3,32保持不变，改变31则则亦变化，%增大，，减小；%减小，”曾大。若Ti较大，即31离3c较远，则-40d%ec斜率的低频段对Y的影响可忽略不计，相角裕度为3—233—23c（2分）丫—90。-arctg—c—arctg322）如果3,3保持不变，3减小，y减小；3增大，丫增大。若T较大，即3离3较c1 2 2 1 2c远,则-40吟dec斜率的低频段对y的影响可忽略不计，相角裕度为3y—arctg一 （2分）313）若31,32固定不变,且令32-h31,则33y—arctg—c-arctg——3 h311显然，增大系统开环增益K,L（3）曲线上移，31增大，-40ddBdec斜率的低频段对y的影响增大；减少K值L（3）下移，31减小-40dBdec斜率的低频段对y的影响增大当为某一值时,有最大值,这个值可由上式求出。并对其求导并另其等于0,即dy3d（一）31—0得（1分）对上式两边取对数，得对上式两边取对数，得3 3 .——2-=—c=h'h,32=333 3 c