《自动控制原理》期末复习试题及答案13

课程教学

大纲编号：100102

课程名称：自动控制原理____________学分4.5试卷编号：1001名001

考试方式：闭卷考试考试时间:120分钟满分分值：100

组卷年月：2000/5组卷教师：审定教师；

一,（15分）根据图一所示系统回答或填空:

图一

（1）图一所示系统的输入量是，被控量是，系统中所使用的直流伺

服电动机的作用是,测速发电机的作用是,

一对电位计的作用是O

（2）假设电位计的转换系数为kl,放大倍数为k2,减速器的传动比i>l,电动机的

传递函数为％”，测速发电机的传递函数为试画出系统方框图，并求出

5（小+1）

闭环传递函数。

（3）对控制系统的基本要求是什么？

二.（10分）某系统结构如图二所示，求系统的开环传递函数和闭环传递函数。当

C值为200时，求R的值。

图二

三.(15分)已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=一=系统输入量

($+1)(5+3)

为r(t),输出量为C(t),试求：

(1)当r(t)=l(t)W,输出C(t)的稳态值和最大值;

(2)为了减少超调量，使阻尼比等于0.6,对系统实施速度反馈控制，试画出速度反馈

系统方框图，并确定速度反馈系数。

四.(10分)已知系统的开环传递函数G(s)”(s)=——q_丁为保证系统稳定,

s(s+2)(s+10)

并且在r(/)=1(。+2(。作用下的稳态误差/<0.2,试确定K的取值范围。

五.(15分)已知某系统的开环传递函数为G(s)H(s)=而忘而

(1)画出以K为参数的闭环系统根轨迹图；

(2)求出使系统不出现衰减振荡的K值范围。

六.(20分)填空：

1.右图所示RC电路的传递函数为,

频率特性为，当对⑺=5sin2f时，稳态输

出/⑴为o

2.右图所示为某最小相角系统的开环对数幅频特

性，该系统的开环传递函数为,静态

误差系数Kp=,Kv=,

Ka=o稳定性为o

3.一个设计良好的系统,中频区斜率为,

相角裕度应大于。

4.开环频率特性的幅相曲线如图五所示，其中V为积分环节数，P为开环右极点数,

判别闭环系统稳定性。

图五

5.当增加系统的开环放大倍数时，对系统性能的影响是：变好，

变差。系统的校正就是为了克服这两者的矛盾。串联超前校正的原

理是，串联迟后校正的原理是：

七.(15分)已知某最小相角系统的对数幅频特性如图六中43)所示：

(1)求系统的开环传递函数并计算相角裕量了,判别闭环系统稳定性；

⑵为了改善系统性能，采用。")=粤史的校正装置进行串联校正，试画出校正

后系统的Bode图，求出相角裕量？'；

(3)在Bode图上标出相角裕量/及幅值裕量力(d5)。

图六

课程名称：自动控制原理学分4.5教学大纲编号：100102

试卷编号：100102006考试方式:闭卷考试满分分值100考试时间:120分钟

一・（15分）

5分（1）输入量L被控量为白电动机执行元件,测速发电机速度反馈,

一对电位.测量比较元件

7分（2）（图3分，化简4分）

0（s）=---------------------------------------------

S（TS^\）+k2kniktS+kxk2kmH

3分（3）稳定性、快速性、准确性

二.（10分）

解：5分

济1+迎*色=荻=而

185

103

当c=200时，/?=—*C=206

100

三.（15分）

解：8分(1)

22

。（5）=F+4S+25

R(s)=g

J

222——*1=—=0.88

C(oo)=lim.v*C(s)=lim.?*

s->05->0S2+45+25S25

4

。=5——=0.4,.\a%=e*100%=25.4%

2*4

Cmax=C(oo)*(l+cr%)=0.88*(l+0.254)=1.1

7分（2）

22

(S+l)(S+3)

{bS>

2222

Ms)=

(S+1)(5+3)+22(1+bS)S?+(4+22b)S+25

叱=5s”,J包丝=。6/6*2*5-4=o.⑼

2*69,22

四.(10分)

要使系统稳定：S(S+2)(S+10)+K=0

5分BP：S3+12S2+20S+/f=0

S3120

S212K

S}20--

12

S°K

0<7C<240

17

要使r«)=l+2，时的V0.2;即又一+夭一W0.2

△「.旦。.2

K=8,K

4分一型系统0v20K

KN200

1分综合得：2004K<240

五.（15分）

10分G(s)”(s)=

S(S+2)(S+7)

兀

+—

~3

(1)渐近线7T

-217&

4=-7—=-3

(2)实轴上(-00,-7),[-3,0]

(3)分离点：--++」=0

dd+2d+1

3d2+184+14=0

-18±V182-12*14-5.08（舍去）

d=

6-0.92（是分离点）

(4)与虚轴交点：S3+9S2+14S+A：=0

S3114

S29K

S'14--

9

S°K

2

K=9*14=12时,9S+126=0=Sl2=+jV14=+/3.74

5分(5)分离点处K值为：

一0.92(—0.92+2)(-0.92+7)

K=6.04

不出现衰减振荡的K值范围为0VKK6.04

六.（20分）

0.5S0.5jco

1.传函为（1分）频率特性（1分）

0.5S+「0.5jco+1

u0(t)=^-sin(2/+45°)(2分)

50(X5+10)

1,开环传函为:

金