5674535044浙江工業(yè)大學(xué)《自控》期末試題及解答12考研復(fù)習(xí)資料

1、浙江工業(yè)大學(xué)2011/2012（1）期終考試自動(dòng)控制原理試題課程 自動(dòng)控制原理 姓名 班級(jí) 學(xué)號(hào) 題序簡答題填空題9101112總評(píng)計(jì)分第一部分 簡答題（共4題，每題4分，共16分。答題必須簡明扼要。）1 從控制的觀點(diǎn)分析飛機(jī)在氣流中能保持預(yù)定航向行駛的原因。飛行控制系統(tǒng)是采用反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)，對(duì)于外部的擾動(dòng)有一定的抑制能力。氣流相當(dāng)于對(duì)于系統(tǒng)的擾動(dòng)。在擾動(dòng)作用下，閉環(huán)反饋系統(tǒng)能夠保持原來的性能。2 列舉控制理論中的幾種數(shù)學(xué)模型。（4種以上）（1）傳遞函數(shù)，（2）微分方程，（3）結(jié)構(gòu)框圖，（4）頻率特性，（5）狀態(tài)模型。3 簡述滯后串聯(lián)校正改善系統(tǒng)性能的原因。（1）降低截止頻率，有助于增加相

2、位裕度；（2）降低高頻增益，有助于抑制高頻擾動(dòng)和噪聲；（3）在不太影響暫態(tài)性能情況下，可以提高增益減低穩(wěn)態(tài)誤差。4 如何測量得到一個(gè)含積分環(huán)節(jié)（例如，）的頻率特性？構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的閉環(huán)控制系統(tǒng)。在閉環(huán)系統(tǒng)中分別測量環(huán)節(jié)的輸入和輸出處信號(hào)，而獲得頻率特性。第二部分 填空題（共20分。）5 圖示閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)參數(shù)的取值范圍為 。（5分）第5題圖6 零初始條件下，某系統(tǒng)在單位脈沖作用下的響應(yīng)為，該系統(tǒng)的輸入輸出間的傳遞函數(shù)為 ，該系統(tǒng)輸入與輸出間的微分方程為 。（每空2分）7 已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為， 在單位階躍、單位斜坡、單位加速度作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分別為 0 ， 1/k ， 無窮大

3、。（每空2分）8 某離散系統(tǒng)及初始狀態(tài)如下：則該離散系統(tǒng)在初始狀態(tài)作用下的系統(tǒng)輸出響應(yīng)y(k)為： 。（5分）第三部分 計(jì)算分析和證明題（共4題，共64分。要求寫出詳細(xì)的解答步驟。）9 已知描述某控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程組如下：其中，為輸入量，為輸出量；為系統(tǒng)的擾動(dòng)信號(hào)。為控制系統(tǒng)的中間變量，為常量，為時(shí)間常數(shù)。試畫出該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，并求傳遞函數(shù)。（本題滿分 18分 ）10 圖示為采用速度反饋控制的系統(tǒng)（），試分析速度反饋對(duì)整個(gè)系統(tǒng)性能的影響。（本題滿分 16分 ）第10題圖校正后，系統(tǒng)的開環(huán)（內(nèi)環(huán)的閉環(huán)）傳遞函數(shù)為與原有系統(tǒng)相比較，誤差系數(shù)有所減小。這增大了穩(wěn)態(tài)誤差，因而降低了系統(tǒng)的精度。速度反

4、饋同樣可以增大系統(tǒng)的阻尼比,從而可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，但不改變無阻尼振蕩頻率。11 某系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性的漸近線和開環(huán)相頻特性曲線如圖所示。（1）求該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。（有關(guān)的數(shù)據(jù)和斜率請(qǐng)?jiān)趫D中讀出）（10分）（2）判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并說明原因。（5分）（1） 根據(jù)幅頻特性漸進(jìn)線的斜率特點(diǎn)，確定系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的結(jié)構(gòu)為， 參數(shù)根據(jù)幅頻特性漸進(jìn)線的轉(zhuǎn)折頻率得到;所以。 根據(jù)頻率w=0.01處對(duì)應(yīng)的幅值為60db,得到k=10. （2） 閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定，因?yàn)楦鶕?jù)系統(tǒng)的bode圖，系統(tǒng)有一定的相位裕度和幅值裕度。 第11題圖12 某離散控制系統(tǒng)如圖所示。采樣周期t=4時(shí)，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的輸出端信號(hào)在示波器上顯示振蕩并發(fā)散。請(qǐng)分析原因。(15分)第12題圖本題即為分析閉環(huán)離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)的開環(huán)z傳遞函數(shù)w(z)為：因而當(dāng)t=4時(shí)，系統(tǒng)的開環(huán)z傳遞函數(shù)。 閉環(huán)z傳遞函數(shù)為：