自动控制原理试卷答案1

PAGEPAGE2《自动控制原理》试题答案（1）单选题（每小题1分，共15分）1.C2.B3.C4.D5.A6.D7.A8.B9.C10.B11.C12.A13.D14.A15.B填空题（每空1分，共10分）16.叠加性17.实验法18.最小相位19.20.021.动态22.4023.24.z变换25.稳态误差.简答题（每小题5分，共15分）26.答：线性控制系统分类连续控制系统和离散控制系统。连续控制系统常见的有三类：恒值控制系统，如温度控制系统；随动控制系统，如火炮跟踪系统；程序控制系统，如数控机床等。离散控制系统，如计算机控制系统。27.答：控制系统典型的阶跃响应曲线及动态性能指标如题27图所示。hh（t）h（tp）误差带超调量0trtpts题27图h（∞）0.9h（∞）0.1h（∞）0.5h（∞）tdts/std延迟时间tr上升时间tp峰值时间ts调节时间超调量σ%=28.答：描述函数的物理意义表现为关于输入正弦信号的幅值A的复数增益放大器。其应用条件有：非线性系统应能简化成一个非线性环节和一个线性部分闭环连接的典型结构形式；非线性环节的特性是奇对称的，即f（x）=-f（-x），因而在正弦信号作用下，输出不含有直流分量；系统的线性部分应具有较好的低通滤波特性。四、计算题（每小题6分，共24分）29.解：（1）由已知的微分方程得对应的拉氏变换方程为：XX1（s）=R（s）–C（s）X2（s）=k1X1（s）X3（s）=X2（s）X4（s）=X3（s）–D（s）C（s）=X4（s）（3分）由此得系统的动态结构图如题29图。－－k1R（s）X1（s）－D（s）X2（s）X3（s）X4（s）题29图C（sC（s）（3分）30.解：由已知的微分方程得对应系统的传递函数Φ（s)=，则：，为临界阻尼情况，单位阶跃响应是一条单调上升、无超调的曲线。故：t3=3T=6s。（3分）系统开环传递函数为：则：系统静态阶跃位置误差系数（3分）31.解：由结构图得，系统开环脉冲传递函数为：（3分）当a=1，T=1s时，有系统闭环特征方程：令得域特征方程：根据劳思判据可知，系统临界稳定时有：0.786-0.18K=0得，Kc=2.4（3分）32．解：（1）由系统开环对数幅频特性得系统的开环增益K=100，系统开环传递函数为：。（2分）（2）由L(ω)得：（2分）（3）（2分）五、绘图分析题（每小题8分，共16分）33.(a)图3条根轨迹。（4分）(b)图2条根轨迹。（4分）题题33图jω0σ（a）×××jωoo××（b）σ0jω××（a）σ0jω0σ（b）o××o34．（1）该系统为Ⅱ型，零点数m=1，极点数n=3。开环乃氏图起点坐标是（∞，-180°），终点坐标是（0，-180°），且φ(ω)=-180°-arctan2ω+arctan0.02ω，因此乃氏图位于第Ⅱ象限，如题34图（a）。（4分）（2）该系统开环增益K=10，两个转折频率是ω1=0.5rad/s，ω2=50rad/s低频渐近线是斜率为-40dB/dec的直线。开环对数幅频特性渐近线如题34图（b）所示。题34题34图Im0Re（a）ωL（ω）/dBω（rad/s）（b）-20dB/dec0-40dB/dec0.550-40dB/dec六、综合应用题（每小题10分，共20分）35．解：（1）G1(s)=K1，，v0=6，，；D（s）=，故：系统总误差为：（5分）（2）要想减小扰动d(t)产生的误差，应提高G1(s)的比例系数K1。（2分）（3）如果将积分因子移到扰动作用点之前，因G(s)不变，所以essr不变；而故：比原来减小。(3分)36．解：（1）由L0(ω)得，未校正系统开环传递函数为：由Lc(ω)得，校正装置传递函数为：（3分）（2）L(ω)=L0(ω)+Lc(ω)则：校正后系统开环对数幅频特性如题36图中的L(ω)所示。（3分）00.111010000.1110100ω(rad/s)L(ω)/dB－20dB/dec题36图－40dB/decLc(ω)－20dB/decL0(ω)-60d/decL（ω）（3）属于串联滞后校正。比较L(ω)和L0(ω)知，校正前后系统性能的变化情况是：低频段斜率和高