自動(dòng)控制原理試卷、習(xí)題及答案2套

1、第 32 頁(yè) 共 32 頁(yè)自動(dòng)控制 (a )試卷一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，u1為輸入， u2為輸出，試求1求網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)g(s)=u1(s)/u2(s)2 討論元件r1，r2，c1，c2參數(shù)的選擇對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是否有影響。（15分）二、圖示系統(tǒng)，試求，（1） 當(dāng)輸入r(t)=0，n(t)=1(t)時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess;（2） 當(dāng)輸入r(t)=1(t)，n(t)=1(t)時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess;（3） 若要減小穩(wěn)態(tài)誤差，則應(yīng)如何調(diào)整k1，k2？（15分）三已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為.試確定當(dāng)閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，t，k應(yīng)滿足的條件。（15分）四、已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示，（1） 畫出當(dāng)變化

2、時(shí)，系統(tǒng)的根軌跡圖；（2） 用根軌跡法確定，使系統(tǒng)具有阻尼比時(shí)，k的取值及閉環(huán)極點(diǎn)（共軛復(fù)根）。（15分）五、已知最小相位系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性漸近特性曲線，1.試求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)g（s）;2.求出系統(tǒng)的相角裕量;3判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（15分）六、設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下，1. 試畫出系統(tǒng)的乃奎斯特曲線;2. 用乃氏判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性（15分）七、已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 使設(shè)計(jì)一串聯(lián)滯后校正裝置，使系統(tǒng)的相角裕量，幅值裕量，并保持原有的開環(huán)增益值。（10分）自動(dòng)控制理論b一 試求圖示系統(tǒng)的輸出z變換c(z).（20分）二.閉環(huán)離散系統(tǒng)如圖所示，其中采樣周期t=1s，（2

3、0分）1 試求系統(tǒng)的開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)g(z);2 求系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)；3 確定閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)k的取值范圍。（注：）三. 設(shè)單位反饋線性離散系統(tǒng)如圖所示，其中t1秒，試求取在等速度輸入信號(hào)r(t)=1作用下，能使給定系統(tǒng)成為最少拍系統(tǒng)的數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)d(z)。(20分)四.設(shè)非線性系統(tǒng)如圖所示， (20分)1. 試用解析法在 平面繪制起始于 的相軌跡；2. 求出相軌跡與坐標(biāo)軸交點(diǎn)的值；3說明系統(tǒng)奇點(diǎn)的類型。五.非線性系統(tǒng)如圖所示，（20分）1 試用描述函數(shù)法分析非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性；2 若存在自持振蕩，求振蕩頻率和振幅。（注：非線性環(huán)節(jié)的描述函數(shù)）習(xí)題1-1 試列舉幾個(gè)日常生中的開

4、環(huán)控制及閉環(huán)控制系統(tǒng)，并說明其工作原理。1-2 倉(cāng)庫(kù)大門自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理如圖所示，試說明其工作原理。1-3 圖示為一水箱自動(dòng)控制系統(tǒng)，試說明其工作原理。習(xí)題1-3圖 習(xí)題1-2圖 1-4 家用電器中，洗衣機(jī)是開環(huán)控制還是閉環(huán)控制？一般的電冰箱是何種控制？1-5 圖示為一壓力控制系統(tǒng)，試說明其工作原理，并畫出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。習(xí)題1-5圖習(xí) 題題2-1圖2-1 試求圖示電路的微分方程和傳遞函數(shù)。2-2 移恒速控制系統(tǒng)的原理圖如圖所示，給定電壓ur為輸入量，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為輸出量，試?yán)L制系統(tǒng)的方框圖，并求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。（ml為負(fù)載轉(zhuǎn)矩，j為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，f為粘性摩擦系數(shù)，ra和la分別為電樞回路

5、的總電阻和總電感，kf為測(cè)速發(fā)動(dòng)機(jī)的反饋系數(shù)）。題2-2圖題2-3圖2-3 圖示電路，二極管是一個(gè)非線性元件，其電流和電壓之間的關(guān)系為，假設(shè)系統(tǒng)工作在u0=2.39v，i0=2.19×10-3a平衡點(diǎn)，試求在工作點(diǎn)（u0,i0）附近f ()的線性化方程。2-4 試求圖示網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)，并討論負(fù)載效應(yīng)問題。題2-4圖2-5 求圖示運(yùn)算放大器構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)。題2-5圖2-6 已知系統(tǒng)方框圖如圖所示，試根據(jù)方框圖簡(jiǎn)化規(guī)則，求閉環(huán)傳遞函數(shù)。題2-6圖2-7 分別求圖示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)、2-8 繪出圖示系統(tǒng)的信號(hào)流圖，并求傳遞函數(shù)題2-7圖題2-8圖2-9 試?yán)L出圖示系統(tǒng)的信號(hào)流圖，求系統(tǒng)

6、輸出c(s)。題2-9圖題2-10圖2-10 求圖示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)c(s)/r(s)。2-11 已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)1. 試用matlab求取系統(tǒng)的閉環(huán)模型；2. 試用matlab求取系統(tǒng)的開環(huán)模和閉環(huán)零極點(diǎn)。2-12 如圖所示系統(tǒng)1. 試用matlab化簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)圖，并計(jì)算系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)；2. 利用pzmap函數(shù)繪制閉環(huán)傳遞函數(shù)的零極點(diǎn)圖。題2-12圖習(xí) 題3 1 已知系統(tǒng)在零初始條件下的脈沖響應(yīng)函數(shù)如圖所示，求其傳遞函數(shù)。題3-1圖3 2 系統(tǒng)在作用下，系統(tǒng)響應(yīng) 為，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。3 3 設(shè)單位反饋的開環(huán)傳遞函數(shù)試求系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)和各項(xiàng)性能指標(biāo)。3 4 設(shè)單位反饋二階

7、系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)如圖所示。試確定系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。題3-4圖3 5 單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試求系統(tǒng)的靜態(tài)位置、速度、加速度誤差系數(shù)。（1） (2) (3) 題3-6圖 (4) 3 6 圖示系統(tǒng)傳遞函數(shù)為誤差e定義為r c ，且系統(tǒng)穩(wěn)定，試確定系統(tǒng)在階躍信號(hào)作用下穩(wěn)態(tài)誤差為零的充分條件。求出系統(tǒng)在等加速度信號(hào)作用下穩(wěn)態(tài)誤差為零時(shí)的形式。3 7 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖（a）所示，試計(jì)算在單位斜坡輸入信號(hào)下的穩(wěn)態(tài)誤差，如果在輸入端加入一比例微分環(huán)節(jié)如圖（b），試證明適當(dāng)選擇參數(shù)a后，系統(tǒng)跟蹤斜坡輸入的穩(wěn)態(tài)誤差可以消除。(b)(a)題3-7圖3 8 單位反饋控制系統(tǒng)，要求（1）由單位階躍函數(shù)輸

8、入引起的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差為零；（2）整個(gè)系統(tǒng)的特征方程為，求滿足上述條件的三階開環(huán)傳遞函數(shù)。3 9 單位反饋控制的三階系統(tǒng)，其開環(huán)傳遞函數(shù)，如要求 （1） 由單位斜坡函數(shù)輸入引起的穩(wěn)態(tài)誤差為0.5；題3-10圖（2） 三階系數(shù)的一對(duì)主導(dǎo)極點(diǎn)為，求同時(shí)滿足上述條件的開環(huán)傳遞函數(shù)。3 10 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，試求當(dāng)時(shí)，系統(tǒng)的和之值，如要求=0.7，試確定參數(shù)。3 11 設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試確定系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)k的取值范圍。 （1） （2） (3) (4) 3 12 單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 試求：（1）系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)k的取值； （2）閉環(huán)極點(diǎn)均位于垂線的左邊，此時(shí)k應(yīng)取何值。3 13 已知

9、單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為試確定系統(tǒng)參數(shù)k和使系統(tǒng)穩(wěn)定的區(qū)域。3 14 單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 試確定系統(tǒng)臨界增益k之值及響應(yīng)的振蕩頻率。題3-15圖315 一復(fù)合控制系統(tǒng)如圖所示，其中為給定信號(hào)的前饋裝置特性，為擾動(dòng)前饋裝置特性，欲使輸出與擾動(dòng)無關(guān)，并且輸出完全復(fù)現(xiàn)輸入信號(hào)，試確定和的表達(dá)式。316 設(shè)有一系統(tǒng)其閉環(huán)傳遞函數(shù)為假設(shè)，試用matlab求系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)317 對(duì)于典型二階系統(tǒng)考慮 時(shí)，分別為0.1，0.3，0.5，0.7，和1。試用matlab求出系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)，并在圖上求出各項(xiàng)性能指標(biāo)318 試?yán)胢atlab求下列系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)習(xí) 題4-1 已知系統(tǒng)的開

10、環(huán)傳遞函數(shù)如下，試?yán)L制系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，系統(tǒng)的根軌跡圖，對(duì)特殊點(diǎn)要加以簡(jiǎn)單說明。4-2已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為1 試?yán)L制系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，系統(tǒng)的根軌跡圖，求取分離點(diǎn)和會(huì)合點(diǎn)；2 試證明系統(tǒng)的根軌跡為圓的一部分。4-3已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為1 試?yán)L制系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，系統(tǒng)的根軌跡圖；2 為了使系統(tǒng)的階躍響應(yīng)呈現(xiàn)衰竭振蕩形式，試確定的取值范圍。4-4 設(shè)負(fù)反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為1 試分別確定使系統(tǒng)的根軌跡有一個(gè)、兩個(gè)和三個(gè)實(shí)數(shù)分離點(diǎn)的值；分別畫出相應(yīng)的根軌跡圖；2 采用matlab繪出該系統(tǒng)的不同值下的根軌跡圖。4-5 設(shè)單位反饋控制系統(tǒng)的1 繪制系統(tǒng)的根軌跡圖；2 如果系統(tǒng)增加一個(gè)開環(huán)零點(diǎn)，試?yán)L制和時(shí)系統(tǒng)

11、的根軌跡圖，并討論增加零點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。4-6 已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為1 繪制系統(tǒng)的根軌跡；2 確定系統(tǒng)穩(wěn)定的取值范圍；3 采用matlab繪制系統(tǒng)的根軌跡。4-7 已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為1 繪制系統(tǒng)的根軌跡；2 計(jì)算當(dāng)增益為何值時(shí)，系統(tǒng)的阻尼比最小，并求此時(shí)系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)；3 求取當(dāng)時(shí)，系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)及性能指標(biāo)（超調(diào)量和過渡過程時(shí)間）；4 采用matlab來驗(yàn)證你的結(jié)果。4-8 已知負(fù)反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為1 試?yán)L制系統(tǒng)的根軌跡圖；2 求系統(tǒng)穩(wěn)定的取值范圍；3 確定系統(tǒng)響應(yīng)為等幅振蕩的值和振蕩頻率。4-9已知負(fù)反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為試?yán)L制以為參變量的根軌跡圖。4-10 已

12、知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為1 繪制系統(tǒng)的根軌跡圖；2 求根軌跡與虛軸交點(diǎn)的值和振蕩頻率；3 當(dāng)阻尼比時(shí)，求系統(tǒng)的閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)。4-11已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為1 試?yán)L制時(shí)系統(tǒng)的根軌跡圖；2 判斷點(diǎn)是否在根軌跡上；3 求出當(dāng)時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)的的單位階躍響應(yīng)。4-12 試采用根軌跡法確定下列特征方程的根4-13已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為1 試采用matlab繪制系統(tǒng)的根軌跡圖；2 求取系統(tǒng)穩(wěn)定的取值范圍。4-14 設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為1 試?yán)L制和從零變到無窮大時(shí)的根軌跡族；2 當(dāng)時(shí)，繪制以為參變量的根軌跡。4-15 設(shè)控制系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為試分別畫出正反饋系統(tǒng)和負(fù)反饋系統(tǒng)的根軌跡圖，并指

13、出它們的穩(wěn)定情況有何不同?習(xí) 題5-1 已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，試?yán)L制其開環(huán)極坐標(biāo)圖和開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性。(1) (2) (3) (4) 5-2 設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)試求下列輸入信號(hào)作用下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出。1. 2. 習(xí)題5-4圖特性5-3 已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù) 試?yán)L制系統(tǒng)的極坐標(biāo)圖bode圖，并求系統(tǒng)的相角裕量和幅值裕量。5-4 已知圖示rlc網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)=10rad/s時(shí)，系統(tǒng)的幅值a=1相角=-90°，試求其傳遞函數(shù)。 5-5 已知最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性的漸近線如圖所示，試求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，并計(jì)算系統(tǒng)的相角裕量。習(xí)題5-5圖特性5-6 設(shè)系統(tǒng)開環(huán)

14、傳遞函數(shù)為（1）（2）試?yán)L制系統(tǒng)的bode圖，并確定使開環(huán)截止頻率c=5rad/s時(shí)的k值。5-7 設(shè)系統(tǒng)開環(huán)頻率特性極坐標(biāo)圖如圖所示，試判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(其中表示積分環(huán)節(jié)個(gè)數(shù)，p為開環(huán)右極點(diǎn)個(gè)數(shù))。習(xí)題5-7圖特性習(xí)題5-8圖特性5-8 圖示系統(tǒng)的極坐標(biāo)圖，開環(huán)增益k=500，且開環(huán)無右極點(diǎn),，試確定使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的k值范圍。5-9 設(shè)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為1. 試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)k的臨界值與純時(shí)延的關(guān)系；2. 若=0.2，試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的k的最大值。5-10 已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)習(xí)題5-11圖特性求：1. 當(dāng)k=10時(shí)系統(tǒng)的相角裕量和幅值裕量；2. 要求系統(tǒng)相角裕量為30，

15、k值應(yīng)為多少？3. 要求增益裕量為20db，求k值應(yīng)為多少？5-11 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，試用nyquist判據(jù)確定系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)的范圍。習(xí)題5-12圖特性5-12 已知閉環(huán)系統(tǒng)的幅頻、相頻特性如圖所示。1. 試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)；2. 并計(jì)算系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)mp、ts。5-13 設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為1. 確定使系統(tǒng)的諧振峰值為mr =1.4的k值； 2. 確定使系統(tǒng)的幅值裕量為20db的k值；3. 確定使系統(tǒng)的相角裕量為60°的k值。5-14 設(shè)有一系統(tǒng)其開環(huán)傳遞函數(shù)為試用matlab研究閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定k的取值范圍5-15 已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)（1）試采用matlab自動(dòng)坐標(biāo)選取

16、在繪nyquist圖。（2）實(shí)軸（-2，2）虛軸（-5，5）再來繪奈氏圖。5-16已知單位反饋系統(tǒng)，其開環(huán)傳遞函數(shù)試采用matlab繪制系統(tǒng)bode圖并求幅值裕量和相角裕量。5-17用matlab繪制系統(tǒng)傳遞函數(shù)為的bode圖，并求取諧振頻率和諧振峰值。-+習(xí)題5-12圖5-18如圖所示系統(tǒng)1. 試用matlab繪制系統(tǒng)的nyquist圖和bode圖；2. 求取系統(tǒng)的開環(huán)剪切頻率、開環(huán)幅相特性、幅值裕量和相角裕量。5-19已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為試用matlab求取使系統(tǒng)相角裕量等于30º的k值。5-20 對(duì)于某一非最小相位系統(tǒng)1. 當(dāng)k5時(shí)，試用matlab繪制系統(tǒng)的bo

17、de圖；2. 分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性；3. 求取臨界穩(wěn)定的k值。習(xí) 題61 試求圖示有源網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)和bode圖，并說明其網(wǎng)絡(luò)特性。習(xí)題61圖1162 已知單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為當(dāng)串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)如下所示時(shí)：（1） (2)1試?yán)L出兩種校正時(shí)校正前和校正后系統(tǒng)bode圖；2試比較兩種校正方案的優(yōu)缺點(diǎn)。63 已知單位反饋系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如圖中，串聯(lián)校正裝置的對(duì)數(shù)幅頻特性如圖中，要求：1在圖中畫出系統(tǒng)校正后的對(duì)數(shù)幅頻特性； 2寫出校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)；3分析校正裝置對(duì)系統(tǒng)的作用。64系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示，試?yán)酶壽E法設(shè)計(jì)超前校正裝置，使系統(tǒng)滿足下列性能指標(biāo)，。65 已知一單位

18、反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為習(xí)題63圖 習(xí)題64圖 習(xí)題71圖試設(shè)計(jì)一校正裝置，使系統(tǒng)的相角裕量，剪切頻率。66 單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為設(shè)計(jì)一串聯(lián)滯后校正裝置，使系統(tǒng)相角裕量，并保持原有的開環(huán)增益。67 設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為試設(shè)計(jì)一校正裝置，使系統(tǒng)滿足下列性能指標(biāo)，速度誤差系數(shù)，相角裕量，剪切頻率。68 單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為若要求校正后系統(tǒng)的諧振峰值，諧振頻率，試確定校正裝置的形式與參數(shù)。69 單位反饋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖所示，現(xiàn)用速度反饋來校正系統(tǒng)，校正后系統(tǒng)具有臨界阻尼比，試確定校正裝置參數(shù)。610 已知系統(tǒng)如圖所示，要求閉環(huán)回路的階躍響應(yīng)無超調(diào)，并且系統(tǒng)跟蹤斜坡信號(hào)時(shí)無穩(wěn)態(tài)

19、誤差，試確定值及前饋校正裝置。 習(xí)題69圖 習(xí)題610圖習(xí)題71圖611已知系統(tǒng)如圖所示，試確定和使系統(tǒng)輸出量完全不受干擾信號(hào)的影響，且單位階躍響應(yīng)的超調(diào)量等于，峰值時(shí)間等于。其中， 。習(xí)題612圖習(xí)題611圖612 如圖所示，試采用串聯(lián)校正和復(fù)合控制兩種方法，消除系統(tǒng)跟蹤斜坡信號(hào)時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差，分別計(jì)算出校正裝置的傳遞函數(shù)。6-13 已知某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為試采用超前校正和滯后校正，借用matlab設(shè)計(jì)校正網(wǎng)絡(luò)，使系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)的調(diào)節(jié)時(shí)間小于2s，超調(diào)量小于20%。6-14 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為為使系統(tǒng)階躍響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差為零，將校正裝置選為pi控制器。試采用matlab設(shè)計(jì),使系統(tǒng)階躍響應(yīng)的超調(diào)

20、量小于5%，調(diào)節(jié)時(shí)間小于6s，速度誤差系數(shù)大于0.9。6-15 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為試用matlab來設(shè)計(jì)合適的校正裝置，使系統(tǒng)剪切頻率，相角裕度。6-16 設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為若要是系統(tǒng)的速度誤差系數(shù)，相角裕量，幅值裕量。設(shè)計(jì)滯后校正裝置，并matlab用來驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果.習(xí)題7-1 已知非線性微分方程為（1）（2）試采用解析法求系統(tǒng)的相軌跡。7-2 若非線性系統(tǒng)的微分方程為試求系統(tǒng)的奇點(diǎn)，并概略繪制奇點(diǎn)附近的相軌跡。7-3 圖所示為帶有飽和特性的非線性系統(tǒng)，系統(tǒng)輸入為階躍信號(hào)。試求：（1）在相平面繪制系統(tǒng)階躍響應(yīng)的相軌跡圖；（2）分析系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)；（3）采用simulink建立系統(tǒng)

21、的仿真模型，并繪出系統(tǒng)的相軌跡圖。題7-3帶有飽和特性的非線性系統(tǒng)7-4 圖為一帶有庫(kù)侖摩擦的非線性系統(tǒng)，系統(tǒng)輸入為階躍信號(hào)。試求：（1）在相平面繪制當(dāng)輸入信號(hào)幅值分別為時(shí)，系統(tǒng)的相軌跡圖；（2）討論庫(kù)侖摩擦對(duì)系統(tǒng)階躍響應(yīng)的影響；（3）采用simulink建立系統(tǒng)的仿真模型，并繪出系統(tǒng)的相軌跡圖。題7-4帶有庫(kù)侖摩擦的非線性系統(tǒng)7-5 具有死區(qū)加滯環(huán)繼電器特性的非線性系統(tǒng)如圖所示，試采用simulink建立系統(tǒng)的仿真模型，觀察系統(tǒng)的響應(yīng)曲線，判斷系統(tǒng)是否存在極限環(huán)，并繪出系統(tǒng)的相軌跡圖。題7-5 具有死區(qū)加滯環(huán)繼電器特性的非線性系統(tǒng)7-6 設(shè)非線性系統(tǒng)如圖所示，試求：（1）當(dāng)輸入信號(hào)為，試在平

22、面上繪制系統(tǒng)的相軌跡圖，并分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性；（2）當(dāng)輸入信號(hào)為時(shí)，試在平面上繪制系統(tǒng)的相軌跡圖，并分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。習(xí)題7-6非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖7-7 控制系統(tǒng)如圖所示，要求：（1）當(dāng)時(shí)，繪制初始條件的相軌跡；（2）當(dāng)時(shí)，繪制初始條件的相軌跡，并說明速度反饋的作用；（3）采用simulink建立系統(tǒng)的仿真模型，并繪出系統(tǒng)的相軌跡圖。習(xí)題7-7控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖7-8 非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，初始條件為，試在平面繪制系統(tǒng)的相軌跡圖，并分析系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。習(xí)題7-8非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖7-9 已知非線性環(huán)節(jié)特性曲線如圖所示，試求非線性環(huán)節(jié)的描述函數(shù)。習(xí)題7-9非線性環(huán)節(jié)特性曲線7-10 已知系統(tǒng)線性部分頻

23、率特性曲線（均為最小相位）和非線性環(huán)節(jié)的描述函數(shù)負(fù)倒曲線如圖所示，試分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，若有自持振蕩，判斷自持振蕩的穩(wěn)定性。習(xí)題7-10圖7-11設(shè)三個(gè)非線性系統(tǒng)的非線性環(huán)節(jié)一樣，而且線性部分的傳遞函數(shù)分別為（1）；（2）；（3）1試用描述函數(shù)法分析系統(tǒng)時(shí)，哪個(gè)系統(tǒng)分析的準(zhǔn)確性高，說明理由；2設(shè)非線性環(huán)節(jié)為理想繼電器特性(m=2)，試概略分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。7-12 飽和非線性系統(tǒng)如圖所示。試求1確定系統(tǒng)穩(wěn)定k的最大值；2當(dāng)k=3時(shí)分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，若產(chǎn)生自持振蕩求振蕩頻率和幅值；3采用simulink建立系統(tǒng)的仿真模型，并求上述k值下的系統(tǒng)響應(yīng)。習(xí)題7-12非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖7-13 已知非線性

24、系統(tǒng)如圖所示，為使系統(tǒng)不產(chǎn)生自持振蕩，試用描述函數(shù)法確定死區(qū)繼電器特性的參數(shù)的取值。習(xí)題7-13非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖7-14 滯環(huán)繼電器特性的非線性系統(tǒng)如圖所示，試研究滯環(huán)寬度=0.1、0.2、0.4、0.6時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，若產(chǎn)生自持振蕩求取振蕩頻率和幅值，并說明滯環(huán)寬度對(duì)系統(tǒng)自持振蕩狀態(tài)的影響。習(xí)題7-14非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖7-15試用描述函數(shù)法說明圖所示系統(tǒng)必然存在自持振蕩，并確定c的自振頻率和幅值，畫出c、u、e的穩(wěn)態(tài)波形，采用simulink建立系統(tǒng)的仿真模型，驗(yàn)證結(jié)果。習(xí)題7-15非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖7-16 設(shè)非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，非線性部分特性的描述函數(shù)為。1分析系統(tǒng)是否存在自持振蕩；

25、2若存在自持振蕩，求取振蕩頻率和幅值；3定性分析系統(tǒng)開環(huán)增益變化對(duì)自持振蕩的影響。習(xí)題7-16非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖7-17 設(shè)非線性系統(tǒng)如圖所示，試用描述函數(shù)法分析系統(tǒng)產(chǎn)生自持振蕩時(shí)，參數(shù)應(yīng)滿足的條件。習(xí)題7-17非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖7-18設(shè)非線性系統(tǒng)如圖所示，試用描述函數(shù)法分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性。習(xí)題7-18非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖習(xí)題八8-1 已知采樣器的采樣周期t，連續(xù)信號(hào)為 求采樣的離散輸出信號(hào)及離散拉氏變換。8-2 求下列函數(shù)的z變換： 8-3 求下列函數(shù)的z反變換： 8-4 試確定下列函數(shù)的終值： 8-5 已知差分方程為初始條件：。試用迭代法求輸出序列。8-6 試用z變換法求解差分方程： 初始條件：

26、初始條件：8-7 設(shè)開環(huán)離散系統(tǒng)如圖所示，試求開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)。8-8 試求圖所示系統(tǒng)t=0.1s，t=0.5s時(shí)采樣系統(tǒng)的輸出8-9 試求圖所示系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)或輸出y(z)。8-10 已知采樣系統(tǒng)如圖所示，采樣周期t=0.5s。 判別系統(tǒng)穩(wěn)定性； 當(dāng)時(shí)，求系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差。8-11 已知采樣系統(tǒng)如圖所示，采樣周期t=1s，試確定系統(tǒng)穩(wěn)定的k值范圍。8-12 已知系統(tǒng)如圖上例,所示，當(dāng)時(shí)，計(jì)算系統(tǒng)的輸出。8-13 設(shè)有單位反饋誤差采樣的離散系統(tǒng)，連續(xù)部分傳遞函數(shù)為 輸入，采樣周期t=1s。試求： 輸出z變換； 采樣瞬時(shí)的輸出響應(yīng)； 輸出響應(yīng)的終值。8-14 已知采樣系統(tǒng)如圖所示，采樣周期t

27、=0.2s，試分析系統(tǒng)穩(wěn)定性。8-15 已知采樣系統(tǒng)如圖所示，要求設(shè)計(jì)對(duì)的輸出響應(yīng)是無穩(wěn)態(tài)誤差的最少拍系統(tǒng)。8-16 給定系統(tǒng)用matlab中的函數(shù)，畫出系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，并驗(yàn)證響應(yīng)輸出的穩(wěn)態(tài)誤差為1。8-17 系統(tǒng)的采樣周期為1秒，采用零階保持器。試用c2dm()函數(shù)求離散系統(tǒng)模型。 8-18 離散系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為 用dstep()函數(shù)計(jì)算系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng); 若采樣周期為0.1秒, 用d2cm()函數(shù)確定與等價(jià)的連續(xù)系統(tǒng); 用step()函數(shù)計(jì)算連續(xù)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng).思考題第一章 思考題1.1 人工控制和自動(dòng)控制系統(tǒng)的相同和區(qū)別？思考題1.2 被控對(duì)象和被控變量在實(shí)際系統(tǒng)中

28、的含義？思考題1.3 線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)的根本區(qū)別？思考題1.4 開環(huán)控制和閉環(huán)控制的區(qū)別及優(yōu)缺點(diǎn)？第二章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型思考題2.1 系統(tǒng)的物理模型和數(shù)學(xué)模型有何區(qū)別？思考題2.2 建立數(shù)學(xué)模型如何忽略一些次要因素，如何線性化？思考題2.3 系統(tǒng)傳遞函數(shù)的含義和特征是什么？思考題2.4 結(jié)構(gòu)圖簡(jiǎn)化求取系統(tǒng)傳遞函數(shù)的原則是如何定的？思考題2.5 manson公式的應(yīng)用范圍及對(duì)于多輸入多輸出系統(tǒng)如何使用？第三章 系統(tǒng)的時(shí)域分析思考題3.1 零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)各指什么？思考題3.2 如何理解系統(tǒng)的穩(wěn)定性的定義？實(shí)際系統(tǒng)穩(wěn)定性又是如何考慮？思考題3.3 代數(shù)判據(jù)的實(shí)用價(jià)值？思考題3.4誤差和穩(wěn)態(tài)誤差之間有什么聯(lián)系？誤差和偏差有何區(qū)別？思考題3.5 高階系統(tǒng)降階的實(shí)際應(yīng)用？思考題3.6 零極點(diǎn)對(duì)消和偶極子的含義及實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值？第四章 根軌跡分析法思考題4.1 系統(tǒng)特征根位置與系統(tǒng)響應(yīng)的關(guān)系？思考題4.2 根軌跡繪制的充分必要條件？思考題4.3 廣義根軌跡和常規(guī)根軌跡的區(qū)別？思考題4.4 具有純滯后環(huán)節(jié)根軌跡如何繪制？思考題4.5 如何在根軌跡圖上分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性？第五章 頻率特性法思考題5.1 線性系統(tǒng)在正弦信號(hào)作用下輸入和輸出之間有什么相同和不同？思考題5.2 頻率特性和傳遞函數(shù)之間的關(guān)系？思考題5.3 頻率特性的性能指標(biāo)和系統(tǒng)的時(shí)域性能指標(biāo)之間的關(guān)系