大学《自动控制原理》试题及答案(十三)

大学《自动控制原理》试题及答案.判断题(每题1.5分，共15分)TOC\o"1-5"\h\z拉普拉斯变换的微分法则 L[-f(t)]=S2F(s) ()dt21 丄一阶系统在单位阶跃响应为y(t)=〒eT ()二阶系统在单位阶跃信号作用下当匚＞0时系统输出为等幅振荡 ()4.系统的特征方程为3s4+10s3+5s2+s+2=0则该系统稳定 ()))))单位负反馈系统中G(s)= 当r(t)二3(t)时))))s(s+1)(0.5s+1) ss系统输出的相位与输入相位之差称为相频特性频率特性适用于线性正常模型.典型比例环节相频特性申(w)二009•开环对数幅频特性曲线低频积的形状只决定于系统的开环增益K和积分环节的数目V(对最小相位系统而言)10.谐振峰值反映了系统的平稳性二.对于图所示系统，假设运算放大器是理想的运算放大器，被控对象是不可改变的。(s).画出系统方块图，写出传递函数；(10分)(s)i.求系统单位阶跃响应。分析系统是否处于欠阻尼状态，如果不是，如何改善系统才能既不提高系统的阶次又能使系统处于欠阻尼状态。(10分)被控对象

被控对象三•判断特征方程为s3+7s2+17s+11=0的系统是否具有b=1的稳定裕度。(10分)四.反馈控制系统如图所示，被控对象及测量环节传递函数不可改变，Gc(s)为控制器传递函数，R(s)为控制输入，C(s)为输出，叫(s)、N2(s)分别为加在被控对象输入、输出上的干扰，N3(s)为测量干扰。要求系统分别在响应：(1)r(t)=t*1(t),n1(t)=n2(t)=n3(t)=0(2)r(t)=1(t),n1(t)=1(t),n2(t)=n3(t)=0(3)r(t)=1(t),n2(t)=1(t),n1(t)=n3(t)=0(4)r(t)=1(t),n3(t)=1(t),n1(t)=n2(t)=0时，稳态误差为零。试求以上4钟情况各对控制器传递函数Gc(s)有何要求？(14分)R(s)+R(s)+五.系统闭环特征方程为s3-3s2+2s+K(s+10)=0,试概略绘制K由0-+8变化的闭环根轨迹图。(12分)

六•设单位负反馈系统的开环传递函数为其中K>0,若选定奈奎斯路径如图所示:(1)画出系统与该奈氏路径的奈氏曲线［即该奈氏路径在Gk(s)平面中的映射;2)根据所画奈氏曲线即奈奎斯特稳定判断闭环系统稳定的条件；当闭环系统不稳定时计算闭环系统在右半s平面的极点数。(15分)七•已知一单位反馈系统的开环对数频率特性如图所示：(14分)系统的开环传递函数；以梅逊增益公式为基础,画出与该系统相应的信号流图(也可用直接分解法)(每题1.5分，共15分)1.(每题1.5分，共15分)1.X2.V3.X4.X5.X6.X7.V8.V9.V10.V.（20分）.1)10分)改善办法如图所示，L>5*105H10分）自动控制原理试卷13答案（s） -1o=（s） s2+1i—11(2)系统单位阶跃响应为v°(t)=L-1s2+1•-=-1(t)+cost系统没有处于欠阻尼状态。(10分)TOC\o"1-5"\h\z解：将s=z-1代入原方程式得(z-1)3+7(z-1)2+17(z-1)+11=0 (4分)整理上式得：z3+4z2+6z=0 (4分)上式无常数项，因此该系统无。=1稳定裕度。 (2分)(16分)Ts+1G(s)= ,0.63vTv11.37; (8分)cs(2)同(1)； (8分)Gc(s)=K，0<K<12; (8分)(4)同(3)。 (8分)(12分)由系统闭环特征方程得s3-3s2+2s+K(s+10)=01分）1分）K(s1分）1分）等效根轨迹方程为s(s+1)(s+2)K由0-+8变化时为一般根轨迹1)开环零点-Z]=-10,开环极点-p1=0,-p2=-12)渐进线与实轴的交点-2)渐进线与实轴的交点-b—1-2+102=3.51分）渐进线倾角9=(2k+1)18°°=±90。伙=1分）1分）3)实轴上的根轨迹在区间。[—10,—2][—1分）4)分离点 Q(s)'P(s)-P(s)'Q(s)=0 => 2s3+33s2+60s+2=0解得4)分离点 Q(s)'P(s)-P(s)'Q(s)=0 => 2s3+33s2+60s+2=0解得S]=-0.43(分离点)s2=-1.59(舍去)s3=-14.48(舍去)5)根轨迹与虚轴的交点。根据特征方程劳斯表1分)s31K+2s2310Ks1（K+2）-10K3s010K6令S1行等于零，得K=7,代入S2行辅助方程，等3s2+10x7=0=>s=±j1.72分）1分）6)该系统根轨迹如图4分）4分）(15分)(1)奈奎斯特图如图所示分）分）分）(2)当0<K<1时，系统稳定。(3