最新自控復(fù)習(xí)大題答案(僅供參考)

1、精品文檔復(fù)習(xí)題一、 填空題1、 典型二階振蕩環(huán)節(jié)，當(dāng)0< <0.707時(shí)，諧振頻率，m與自然頻率，n的關(guān)系是；2、 反饋控制系統(tǒng)是根據(jù)給定值和 的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)；3、 對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求是 、；4、 負(fù)反饋根軌跡起始于 ；5、 當(dāng)開環(huán)增益一定時(shí)，采樣周期越_，采樣系統(tǒng)穩(wěn)定性越 ；6、 串聯(lián)校正裝置可分為超前校正、滯后校正和 ；7、 理想繼電特性的描述函數(shù)是 ；9、 對(duì)數(shù)幅頻漸近特性在低頻段是一條斜率為-20dB/dec的直線，則系統(tǒng)存在 個(gè)積分環(huán)節(jié)。10、 串聯(lián)超前校正后，校正前的穿越頻率 3 C與校正后的穿越頻率c的關(guān)系，是。11、 對(duì)180°根軌跡，始于

2、 。12、 當(dāng)開環(huán)增益一定時(shí)，采樣周期越大，采樣系統(tǒng)穩(wěn)定性越 ；13、 傳遞函數(shù)的定義是。14、 二階線性控制系統(tǒng)的特征多項(xiàng)式的系數(shù)大于零是穩(wěn)定的 條件。15、 要求系統(tǒng)快速性和穩(wěn)定性好，則閉環(huán)極點(diǎn)應(yīng)在 附近。16、 比例微分環(huán)節(jié) G(s)=1 + Ts的相頻特性為 A®)=。17、 線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速位置誤差系數(shù)定義為 ；18、 比例微分環(huán)節(jié) G(s)=1 + Ts的幅頻特性為 A(«)=。19、 對(duì)數(shù)幅頻漸近特性在低頻段是一條斜率為40dB/dec的直線，則系統(tǒng)有 個(gè)積分環(huán)節(jié)存在。20、 串聯(lián)滯后校正后，校正前的穿越頻率 3 C與校正后的穿越頻率-C的關(guān)系，是。21、

3、 對(duì)1800根軌跡，實(shí)軸上根軌跡段右邊開環(huán)零極點(diǎn)數(shù)之和應(yīng)為 。22、 當(dāng)采樣周期一定時(shí)，加大開環(huán)增益會(huì)使離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性變 。27、 線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速度誤差系數(shù)定義為 ；28、零階保持器的傳遞函數(shù)是 一29、 線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與 和有關(guān)；31、 對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求是 、；32、 要求系統(tǒng)快速性好，則閉環(huán)極點(diǎn)應(yīng)距虛軸較 ；33、 當(dāng)采樣周期一定時(shí)，加大開環(huán)增益會(huì)使離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性變 ；34、無(wú)紋波最少拍系統(tǒng)比有紋波最少拍系統(tǒng)所增加的拍數(shù)是35、實(shí)軸上根軌跡段右邊開環(huán)零極點(diǎn)數(shù)之和應(yīng)為 36、 線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與 、有關(guān)37、在伯德圖中反映系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的是38、 對(duì)于欠阻尼的二

4、階系統(tǒng)，當(dāng)阻尼比E則超調(diào)量 。39、線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定的必要條件是 40、系統(tǒng)根軌跡方程式為 41、 單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳函為G(s)，其閉環(huán)傳函為 簡(jiǎn)答4. 某薊反詡系統(tǒng)弭環(huán)傳帶* g(s)-joee作奈氏圖.說(shuō)明其穩(wěn)定性.4.血 0) = -arctgg>T=-(180- arctgcT,尸匕有：時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)走，K<=1精品文檔G(s)=K/(-Ts+1)，作奈氏圖，討論其穩(wěn)定性。5某負(fù)反饋系統(tǒng)開環(huán)傳函為系統(tǒng)的p=1，z=1，系統(tǒng)不穩(wěn)定。、計(jì)算1、已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖示： a = 0時(shí)，確定系統(tǒng)的阻尼比 E、自然頻率3n和單位階躍作用下系統(tǒng)輸出表式，超調(diào)量 (T %及穩(wěn)態(tài)誤差ess

5、。 當(dāng)要求系統(tǒng)具有最佳阻尼比時(shí)確定參數(shù)a值及單位斜坡函數(shù)輸入時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess。R(s)E(s)C(s)一、f?s(s+2)as28=鴿s(s+2) s(s+2 叫-所以：(=22，匕=41h(t) =1 為tsi n®dt +B) = 1 1.07e°si n(2.65t +69°)； =e=30.6% e ss=° G(s)=s(s 2)8ass(s 2)s(s 2 8a)2國(guó)ns(S 2 ，n)CC n = 2 V2"a = 0.252.某負(fù)反饋系統(tǒng)，開環(huán)傳函為G(s)0.5Ks(s 1)(0.5s 1)試作出系統(tǒng)的根軌跡,并求1)系

6、統(tǒng)阻尼比E =0.5的主導(dǎo)極點(diǎn)時(shí)的K值，并估算d % ts o 2)臨界穩(wěn)定時(shí)的K值。1.系統(tǒng)三個(gè)開環(huán)極點(diǎn)：P1=0, p2=-1 , p3=-2,無(wú)有限零點(diǎn)，有三條根軌跡，起于 0,-1,-2 ,0 中"JT / 3 TT終于無(wú)窮遠(yuǎn)處；漸近線方程：< a 一八/3川；實(shí)軸上根軌跡為：0,-1,a = 1111-2,-g);分離點(diǎn)d:-一=0 ；得：d=-0.42 ;與虛軸的交點(diǎn)：由特征方程：d 1 d 2 d32S +3s +2s+K=0，將s=j 3代入，得：K=6，門=工2 ;得根軌跡如下：2) =0.5時(shí)的阻尼線 ：=60°，它與根軌跡的交點(diǎn)為：S=；j =-

7、0.33_ j0.58第三個(gè)極點(diǎn)為：& s2 s P1 P2 P3 =-3得：s3=-2.34所以將3 t和S2作為主導(dǎo)極點(diǎn)，降階的二階系統(tǒng)的傳函為：s1s2(S)(s S2 )0.445s20.667s 0.445系統(tǒng)的 =0.5 ；n =0.667 所以有：匚=：/"1 -16.3%ts =9.0 s血n2、解：系統(tǒng)開環(huán)極點(diǎn)為：p1=0,p 2=-1,p 3=-2為根軌跡起點(diǎn)，三條根軌跡到無(wú)窮遠(yuǎn)處。漸近線為：“J =-1Fa =1800,±60°系統(tǒng)特征方程為：s3 3s2 2s K =0將s=j 3代入，得：3 =2時(shí)，臨界的K=6,所以系統(tǒng)在0 ：

8、 K :：: 6時(shí)穩(wěn)定3、已知最小相位開環(huán)系統(tǒng)的漸近對(duì)數(shù)幅頻特性如題圖所示，試求該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù) G(s);估算相角裕量說(shuō)明是否穩(wěn)定；說(shuō)明系統(tǒng)右移十倍頻程時(shí)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。(b)解：由圖可知：20(”)系統(tǒng)的傳函為：G(s)2ss(s 1)(1)40= 180 arctg 5，c-90 - arctg 10 c - arctg 0.25 c = 70.36°系統(tǒng)穩(wěn)定。(b)由圖可知：系統(tǒng)的傳函為:G(s)二= 180 arctg 5，c-90 - arctg 10 c - arctg 0.25 c = 70.36°系統(tǒng)穩(wěn)定。(c)、解：由圖可知:20(- 1)系統(tǒng)的傳函為

9、：G(s)2-s(s 1)(三 1)40=180 arctg 5 c-90-arctg 10 c -arctg 0.25 c = 70.360系統(tǒng)穩(wěn)定。(d)G(s)二2(5S 十1)S(10S - 1)(0.25S 1)= 180 arctg 5.y： -90arctg 10.；：. -arctg 0.25 .二 70.36°(e)由圖可寫出系統(tǒng)的傳函為：G(s)二K 匹，由圖可得出1=Ks2 s +111(e)得：K=0-1,所以：亍(f)解:1 S1G(s) =k (1)s 0 1 s +1 100k(10s 1)s(0.01s 1)10 匯 10而由圖可知："K10

10、，所以我巾1所以:G(s)0.1(10s 1)s(0.01s 1)(沒(méi)找到) 階躍信號(hào)時(shí)4、設(shè)離散系統(tǒng)如圖示，試問(wèn)：1)當(dāng)T=0.1s時(shí)，系統(tǒng)是否穩(wěn)定。 ,試計(jì)算穩(wěn)態(tài)誤差e( g)及系統(tǒng)的輸出C (Z)。2)當(dāng) r(t)為單位5、已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖示：1)要使E =0.5 , 3 n=5則Kt,K !為多少？并求 階躍作用下系統(tǒng)輸出表式和超調(diào)量(7 %。2)保持K不變，當(dāng)要求系統(tǒng)具有最佳阻尼比時(shí)確 定Kt值及求單位斜坡函數(shù)輸入時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤解：1)系統(tǒng)開環(huán)傳函為Go(s)25Kis(s 0.8 25Kt)與標(biāo)準(zhǔn)式比較，Q =1Kt =0.168系統(tǒng)階躍響應(yīng):sin( ,n . 1 _ 3 J =

11、1 _1.155e5t sin(4.33t - 60°)2CO n =25 =25Ki2n =5=0.8+25KtSr超調(diào)量：1說(shuō)； =e 116.3%c(t)二 h(t)二 12)由標(biāo)準(zhǔn)式比較得:國(guó) 2n =25 =25Q2 n =5 2 =0.8 - 25KtKUt =0.251由于系統(tǒng)為階系統(tǒng)，系數(shù)大于零，滿足穩(wěn)定的條件，所以:_ 10.8 25Kt= 0.2836、某反饋控制系統(tǒng)如圖所示(K>0 ):(1)繪制奈奎斯特圖；(2 )試討論系統(tǒng)的穩(wěn)定的穩(wěn)定性。頻率特性:小 <、10X(8-;(20(/£t) : m系統(tǒng)奈代團(tuán)如右團(tuán)示，當(dāng)K>1時(shí)八q J

12、O)點(diǎn)被包圍,系_/_2±=.統(tǒng)不穩(wěn)定*所以系統(tǒng)的穩(wěn)定范圍杲：O<K<1.卜虬詁J7、設(shè)離散系統(tǒng)如圖示，其中采樣周期，試問(wèn): 數(shù)及穩(wěn)態(tài)誤差e( R)。1)當(dāng)T=1s時(shí),r(t)=1+t,試求靜態(tài)速度誤差系Lze(tt1u(t)z1 -zu (t). Ts1 -ec(t)G(z)=古(1*閉環(huán)特 征方 程 為：D(z)=z2 -2ez亠e解：系統(tǒng)開環(huán)脈沖傳函為:(1 -e)z(z1)(ze=)=z2 _0.736z 0.368 =0 ,閉環(huán)極點(diǎn)為：K p ;靜態(tài)速度誤乙,2 =0.368 _j0.482要單位圓內(nèi)，系統(tǒng)穩(wěn)定，則靜態(tài)位置誤差系數(shù)為： 差系數(shù)為：Kv =lim(

13、 z-1)G(z) =1 ;所以穩(wěn)態(tài)誤差為：ess =T / K =1z78、采樣系統(tǒng)如圖示，其中采樣周期T=1s,當(dāng)輸入為單位斜坡輸入時(shí)，求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差e(x)。解：系統(tǒng)開環(huán)脈沖傳函為：G(z) 厶 (1_z) ° )zT1 -z(z-1)(z_e )閉環(huán) 特征方 程為：D(z) =z2 -2e工=z2 _0.736z 0.368 =0 ,閉環(huán)極 點(diǎn)為：z1,2 =0.368 _j0.482要單位圓內(nèi)，系統(tǒng)穩(wěn)定，則靜態(tài)位置誤差系數(shù)為：Kp：；靜態(tài)速度誤差系數(shù)為：Kv =lim(z-1)G(z) =1 ;所以穩(wěn)態(tài)誤差為：ess 二T/K =1z-1(沒(méi)找到)9某負(fù)反饋系統(tǒng)，開環(huán)傳函

14、為G(s)，試作出系統(tǒng)的根軌跡，并s(s +2)(s 十5)求1)系統(tǒng)主導(dǎo)極點(diǎn)為最佳阻尼比時(shí)的K值，并估算d %ts。2)當(dāng)取K=2時(shí)，求：r(t)=1時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess10系統(tǒng)方框圖如用兩種方法求出傳遞函數(shù)RS)。解：1)系統(tǒng)開環(huán)傳函為2q n =25 =25Ki2 屜N =5 =0.8 +25Kt系統(tǒng)階躍響應(yīng):-Ki 二 1Kt 二0.168sin(，n 1 - 2t) =1 _1.155e5t sin(4.33t - 600)超調(diào)量：； =e J2 =16.3%c(t)二 h(t)二 111、圖示系統(tǒng)，畫出動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，并求傳函。RRR卩(X歸 1U】Q+6+ I 一 S 吹乜

15、9; + 5S迪'c，+6SRC+1SRC S2R2C2 S3J?3C12、已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖示：R(s)為輸入，N(s)為于攏系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的超調(diào)量為16.3%，峰值時(shí)間為1秒，試求K及a值。N(s)=1(t),R(s)=1(t)時(shí)，求 essE(s)K1)*s(s 北)R(s)as +C(s)1）系統(tǒng)開環(huán)傳函為：G0（S）二Ks(s a 1)11丄e= 16.3%(1)而根據(jù)條件可知:1(2)解得：Z =0.5, 3 n=3.6n仁2所以：K =13.15, a=2.6112) N(s) , R (s廠ss系統(tǒng)為I型系統(tǒng)1 1 ess 二 00.077k 12.9613、求圖示系統(tǒng)

16、輸出Z變換cT=0.2s,K=10,r(t)=1+t+t2/2,試計(jì)算穩(wěn)態(tài)誤z - 1z解：GH(z)穩(wěn)態(tài)誤差為:工Ka= 0.114、綜合題（10分）設(shè)離散系統(tǒng)如圖示，其中采樣周期所以：KpKv 二：，Ka 二 0.415、分析題（每小題10分，共20分）T >T時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定。16、某單位負(fù)反饋系統(tǒng)，開環(huán)傳函為G(s)二Ks(s2 4s 20)試作出根軌跡，并討1某負(fù)反饋系統(tǒng)，開環(huán)傳函為G(S)= K( S 1)，試作出T >T和T <T時(shí)的根s2(Ts+1)軌跡(T, T>0),并討論其穩(wěn)定性。1、T <T時(shí)，系統(tǒng)不穩(wěn)定。論其穩(wěn)定性。解:G(s)二K22s(s 2)4 Ks(s 2 j 4)(s 2 - j 4)漸近線:-4 3= 180起點(diǎn)：p1 = 0, p2；3 = -2 _ j4，實(shí)軸上的 根軌跡：0,-：二-1.33O<5,一6032根軌跡與虛軸交點(diǎn)：D(s)二s 4s 2s K3