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1、.第 73 頁一、填空(每空1分,共18分)1自動控制系統(tǒng)的數學模型有 微分方程 、 傳遞函數 、 頻率特性 、 結構圖 共4種。 2連續(xù)控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是 閉環(huán)極點位于S平面左側 。離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是 系統(tǒng)的特性方程的根都在Z平面上以原點為圓心的單位圓內。 。3某統(tǒng)控制系統(tǒng)的微分方程為:+0.5C(t)=2r(t)。則該系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(s)= ;該系統(tǒng)超調%= ;調節(jié)時間ts(=2%)= 。 4某單位反饋系統(tǒng)G(s)=,則該系統(tǒng)是 4 階400.1-20CL()dB 二 型系統(tǒng);其開環(huán)放大系數K= 62.5 。 5已知自動控制系統(tǒng)L()曲線為:則該系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數
2、G(s)= ;C= 。 6相位滯后校正裝置又稱為 調節(jié)器,其校正作用是 。7采樣器的作用是 ,某離散控制系統(tǒng)(單位反饋T=0.1)當輸入r(t)=t時.該系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差為 。二. 1.求圖示控制系統(tǒng)的傳遞函數.-+C(s)R(s)G1G6G5G4G3G2求:(10分)2.求圖示系統(tǒng)輸出C(Z)的表達式。(4分)TG1G2G3H2H1TR(s)C(s)-三、 計算1、 已知求F(s)(4分)2、 已知。求原函數f(t)(6分)3已知系統(tǒng)如圖示,求使系統(tǒng)穩(wěn)定時a的取值范圍。(10分)-3SC(s)R(s)四反饋校正系統(tǒng)如圖所示(12分)求:(1)Kf=0時,系統(tǒng)的,n和在單位斜坡輸入下的穩(wěn)態(tài)誤差es
3、s.(2)若使系統(tǒng)=0.707,kf應取何值?單位斜坡輸入下ess.=?kfsR(s)c(s)五.已知某系統(tǒng)L()曲線,(12分)(1)寫出系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數G(s)(2)求其相位裕度-201025c100-40L()(3)欲使該系統(tǒng)成為三階最佳系統(tǒng).求其K=?,max=? +j+j+j+1+1+1=2p=0=3p=0p=2(1)(2)(3)六、已知控制系統(tǒng)開環(huán)頻率特性曲線如圖示。P為開環(huán)右極點個數。為積分環(huán)節(jié)個數。判別系統(tǒng)閉環(huán)后的穩(wěn)定性。(要求簡單寫出判別依據)(12分)七、已知控制系統(tǒng)的傳遞函數為將其教正為二階最佳系統(tǒng),求校正裝置的傳遞函數G0(S)。(12分)一.填空題。(10分)1.傳遞
4、函數分母多項式的根,稱為系統(tǒng)的 極點 2. 微分環(huán)節(jié)的傳遞函數為 S 3.并聯(lián)方框圖的等效傳遞函數等于各并聯(lián)傳遞函數之 和 4.單位沖擊函數信號的拉氏變換式 1 5.系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數中有一個積分環(huán)節(jié)則該系統(tǒng)為 1 型系統(tǒng)。6.比例環(huán)節(jié)的頻率特性為K 。7. 微分環(huán)節(jié)的相角為 90 。8.二階系統(tǒng)的諧振峰值與 阻尼比 有關。9.高階系統(tǒng)的超調量跟 相角裕量 有關。10. 線性系統(tǒng) 在零初始條件下輸出量與輸入量的拉氏變換之比,稱該系統(tǒng)的傳遞函數。二試求下圖的傳第函數(7分)-G1R+CG4G2G3三設有一個由彈簧、物體和阻尼器組成的機械系統(tǒng)(如下圖所示),設外作用力F(t)為輸入量,位移為y(t)
5、輸出量,列寫機械位移系統(tǒng)的微分方程(10分)f y(t)kmF(t)四 系統(tǒng)結構如圖所示,其中K=8,T=0.25。(15分)(1) 輸入信號xi(t)=1(t),求系統(tǒng)的響應;(2) 計算系統(tǒng)的性能指標tr、tp、ts(5%)、p;(3) 若要求將系統(tǒng)設計成二階最佳=0.707,應如何改變K值 X0(t)Xi(s)0.5五在系統(tǒng)的特征式為A(s)=+2+8+12+20+16s+16=0,試判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性(8分)10-604-20db/dec10L(w)w-40db/dec12-2020,嗎六 最小相位系統(tǒng)的對數幅頻特性如圖所示。試求開環(huán)傳遞函數和相位裕量。(12分)七某控制系統(tǒng)的結構如圖,
6、其中 要求設計串聯(lián)校正裝置,使系統(tǒng)具有K1000及。的性能指標。(13分)X0(s)Gc(s)G(s)Xis.八設采樣控制系統(tǒng)餓結構如圖所示,其中 試判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。TX0(s)x0(t)XI(s)xI(t)G(s) (10分)九 已知單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數為: 試繪制K由0 ->+變化的閉環(huán)根軌跡圖,系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍。(15分)一、填空題:(每空1.5分,共15分)1.當擾動信號進入系統(tǒng)破壞系統(tǒng)平衡時,有重新恢復平衡的能力則該系統(tǒng)具有 穩(wěn)定性 。2.控制方式由改變輸入直接控制輸出,而輸出對系統(tǒng)的控制過程沒有直接影響,叫 開環(huán)控制 。3.線性系統(tǒng)在零初始條件下輸出量與輸入量的
7、拉氏變換 之比,稱該系統(tǒng)的傳遞函數。4. 積分環(huán)節(jié)的傳遞函數為 1 / s 。5.單位斜坡函數信號的拉氏變換式 1/ s2 。6. 系統(tǒng)速度誤差系數Kv=lim sG(s) 。7.系統(tǒng)輸出由零上升到第一次穿過穩(wěn)態(tài)值所需要的時間為 上升時間 。8. 二階欠阻尼振蕩系統(tǒng)的峰值時間為 。9. 二階振蕩環(huán)節(jié)的頻率特性為 。10.拉氏變換中初值定理為 。二設質量-彈簧-摩擦系統(tǒng)如下圖, f為摩擦系數,k為彈簧系數,p(t)為輸入量,x(t)為輸出量,試確定系統(tǒng)的微分方程。(11分)M三.在無源網絡中,已知R1=100k,R2=1M,C1=10F,C2=1F。試求網絡的傳遞函數U0(s)/Ur(s),說明
8、該網絡是否等效于兩個RC網絡串聯(lián)?(12分)R2R1C1C2uru0四.設單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數為 確定閉環(huán)系 統(tǒng)持續(xù)振蕩時的k值。(12分)五.已知單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數為 試中T1=0.1(s),T2=0.5(s). 輸入信號為r(t)=2+0.5t,求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。(11分)六.最小相位系統(tǒng)對數幅頻漸進線如下,試確定系統(tǒng)的傳遞函數。(12分)-20052030400-20-601000.1-40L()七.試求的z變換. (12分)八.已知單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數為(1) 試繪制K由0+變化的閉環(huán)根軌跡圖;(2) 用根軌跡法確定使系統(tǒng)的階躍響應不出現(xiàn)超調的K值范圍;(
9、3) 為使系統(tǒng)的根軌跡通過-1±j1兩點,擬加入串聯(lián)微分校正裝置(s+1),試確定的取值。(15分) 一。填空題(26分)(1) 開環(huán)傳遞函數與閉環(huán)傳遞函數的區(qū)別是_有無反饋環(huán)節(jié)_。(2) 傳遞函數是指_零初始條件下,系統(tǒng)輸出量的拉式變換與輸入量的拉式變換之比_。(3) 頻率特性是指_幅頻特性與相頻特性的總稱_。系統(tǒng)校正是指 特定環(huán)節(jié)的加入,達到滿足我們的要求(4) 幅值裕量是指系統(tǒng)距離不穩(wěn)定的角度, _穩(wěn)態(tài)誤差是指_希望值與穩(wěn)態(tài)值之差 _。(5) 圖a的傳遞函數為G(s)=_ 。(6) 圖b中的t=_。(7) 圖c的傳遞函數為G(s)=_ 。(8) s3+5s2+8s+6=0此特征
10、方程的根的實部小于-1時系統(tǒng)穩(wěn)定的k值范圍_。(9) 圖d的傳遞函數為K=_。(10) 圖e的c=_ 。(11) 圖f為相位_滯后_校正。(12) 圖g中的=_Kg=_。(13) 圖h、i、j的穩(wěn)定性一次為_、_、_。(14) A(s)=s6=2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0則次系統(tǒng)是否穩(wěn)定_。(15) 開環(huán)傳遞G(s)=k(T1s+1)/s2(T2s+1),(T1>T2,k、T1、T2)為常數)則max=_。-20Xo(s)Xi(s)G1(s)G2(s)圖aC(t)tt0.110.981.3圖bL()20-2010 50圖c-40101L()75圖dc10L()20
11、-2010 圖e 圖fcR2R1UoUiIm-0.61圖g-0.6ReP=1V=0Re-1Im圖jP=3V=0Re-1Im圖hReImP=2V=1-1圖i 二、 判斷題(每題1分,共10分)1.拉普拉斯變換的位移定理為Lf(t-0)=e-sF(0+S) ( )2.在任意線性形式下Laf1(t)+bf2(t)=aF1(s)+bF2(s) ( )3.原函數為.則象函數F(S)= ( )4.G1(s)和G2(S)為串聯(lián)連接則等效后的結構為G1s). G2(S) ( )5.則 ( )6.設初始條件全部為零則 ( )7.一階系統(tǒng)在單位階躍響應下 ( )8.二階系統(tǒng)在單位階躍信號作用下 當時系統(tǒng)輸出為等幅
12、振蕩 ( )9.勞斯判拒判斷系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是特斯方程各項系數大于零 ( )10.穩(wěn)態(tài)誤差為 ( )三.求系統(tǒng)的傳遞函數。Xo(s)/Xi(s)、Xo(s)/D(s)、E(s)/Xi(s)、E(s)/D(s)。(10分)E(s)D(s)Xo(s)Xi(s)G1(s)G2(s)G3(s)四復合控制系統(tǒng)結構圖如下圖所示,圖中K1、K2、T1、T2是大于零的常數。(10分) E(s)_Xo(s)K1/T1s+1K2/s(T2s+1)Gc(s)Xi(s) a、 確定當閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定時,參數K1、K2、T1、T2應滿足的條件。b、 當輸入(t)=Vot時,選擇校正裝置G(s)使得系統(tǒng)無穩(wěn)態(tài)誤差。五設
13、單位負反饋的開環(huán)傳遞函數為G(s)=K/s(s+1)(0.25s+1)要求系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)速度誤差系數Kv5,相角裕度40o采用串聯(lián)校正,試確定校正裝置的傳遞函數。(10分)六.已知F(z)=8Z3+8Z2+8Z+3判斷該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(10分)七已知單位負反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數為(1)試繪制參數a 由0+變化的閉環(huán)根軌跡圖;(2)判斷 點是否在根軌跡上;(3)由根軌跡求出使閉環(huán)系統(tǒng)阻尼比=0.5時的a的值。. (14分)60°SAjj4SB-4-j4圖2-4-9一.填空題(每空1分,共14分)1.當擾動信號進入系統(tǒng)破壞系統(tǒng)平衡時,用其動態(tài)過程中給定值與測量值之間產生的最大偏差來衡量系統(tǒng)動態(tài)
14、過程的 。2.比例環(huán)節(jié)的傳遞函數為 。3.單位拋物線函數信號的拉氏變換式 。4. 系統(tǒng)特征方程的根具有一個根為零或實部為零時,該系統(tǒng)為 。5.系統(tǒng)位置誤差系數Kp= 。6. 一階慣性環(huán)節(jié)的頻率特性為 。7. G(s)=1+Ts的相頻特性為 。8. 閉環(huán)頻率指標有 、 、 。9.常用的校正裝置有 、 、 。10. z變換中的z定義為 。二.分析下述系統(tǒng)的穩(wěn)定性.(21分) 1.已知系統(tǒng)特征方程為: D(s)=s4+2s3+s2+2s+1=0 試判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性;(4分) 2.最小相角系統(tǒng)的開環(huán)幅相曲線如圖1所示,試確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性;(4分)ImRe=c=1-1=00圖11L()20-90-180
15、c()圖23.開環(huán)對數頻率特性如圖2所示,而且有v=1,p=1試判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性;(6分)4.最小相角系統(tǒng)開環(huán)增益為K時,對數幅頻特性L()如圖3所示,現(xiàn)要求相角裕度為=45°,試確定開環(huán)增益如何變化? (7分)L()601-20c-40圖3C(s)R(s)G1G2H1G3H2圖4三.系統(tǒng)結構如圖4所示,試求系統(tǒng)傳遞函數(s)=.(8分)四.已知某單位反饋系統(tǒng)結構圖如圖5(a)所示,其單位階躍響應曲線如圖5(b)所示,試確定開環(huán)增益K和時間常數T1,T2。(10分)1.20H(t)0.950(b)t/s1R(s)C(s)(a)圖5五.系統(tǒng)結構如圖6所示. (12分)1.試繪制Ta=0
16、 時的閉環(huán)極點;2.確定使系統(tǒng)為過阻尼狀態(tài)時的Ta值范圍;TaC(s)E(s)R(s)圖63.確定阻尼比§ =0.5時的Ta值,確定相應的閉環(huán)極點位置,并計算此時輸入r(t)=t時系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess六.已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數: G(s)H(s)=若t>T,t=T,t<T,試分別繪制這3種情況下的幅相曲線. (12分) 七. 求f(t)=t的Z變換.(10分)八.已知單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數為 (1) 試繪制參數a由0+變換的閉環(huán)根軌跡圖;(2) 求出臨界阻尼比=1時的閉環(huán)傳遞函數。(13分)一.填空題 (每空1.5分,共15分)1.線性系統(tǒng)在 輸出量與輸入量的拉氏變換
17、之比,稱該系統(tǒng)的傳遞函數。2. 一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數為 。3. 系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數中有兩個積分環(huán)節(jié)則該系統(tǒng)為 型系統(tǒng)。4. 二階欠阻尼振蕩系統(tǒng)的最大超調量為 。5.頻率特性包括 。6.對數幅頻特性L()= 。7. 高階系統(tǒng)的諧振峰值與 有關。8.單位階躍信號的z變換為 。9.分支點逆著信號流向移到G(s)前,為了保證移動后的分支信號不變,移動的分支應串入 。10.高階系統(tǒng)中離虛軸最近的極點,其實部小于其他極點的實部的1/5,并且附近不存在零點,則該極點稱為系統(tǒng)的 。二.試求下圖的傳第函數(8分)-RCG1G2G3G4G5C2C1i2(t)u1(t)R1ui(t)i1(t)uc(t)三.如圖所示
18、有源電路,設輸入電壓為ui(t),輸出電壓為uc(t)為運算放大器開環(huán)放大倍數,試列寫出微分方程(12分)四.確定下圖所示閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定時K的取值范圍。(10分)X0(s)Xi(s) 五.已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數為G(s)=。試求輸入信號xi=2+2t+時,系統(tǒng)的穩(wěn)定誤差。(13分)六. 最小相位系統(tǒng)的對數幅頻特性如圖所示。試求開環(huán)傳遞函數和相位裕量。(15分)L(w)w10-20db/dec20021-40-20_x0(s)x0(t)x0*(t)X0(z)TTE1(s)e1(t)e(t)Xi(s)xi(t)G1(s)H(s)G2(s)七.系統(tǒng)的結構如圖所示,求系統(tǒng)的脈沖傳遞函數。(12分
19、)八. 設負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數為: 試繪制K由0 ->變化的閉環(huán)根軌跡圖。(15分)一.填空題(40分)(1) 控制系統(tǒng)的基本要求是_、_、_。(2) 脈沖傳遞函數是_。(3) 幅頻特性是指_。(4) 系統(tǒng)校正是指_。(5) 幅值裕量是指_。(6) 香農定理是指_。(7) 圖a的傳遞函數為G(s)=_ 。(8) 圖b的閉環(huán)傳遞函數為G(s)=_ 。(9) 圖c的傳遞函數為G(s)=_ 。(10) s3+5s2+8s+6=0此特征方程的根的實部小于-1時系統(tǒng)穩(wěn)定的k值范圍_。(11) 圖d的傳遞函數為K=_。(12) 圖e的c=_ 。(13) 圖f為相位_校正。(14) 圖g中的=_K
20、g=_。(15) 圖h、i、j的穩(wěn)定性一次為_、_、_。(16) A(s)=s6=2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0則次系統(tǒng)是否穩(wěn)定_。(17) 開環(huán)傳遞G(s)=k(T1s+1)/s2(T2s+1),(T1>T2,k、T1、T2為常數)則max=_。-201ReIm-0.8圖g1C(t)t0.11.3圖b-40-20101L()20-2010 50圖cL()75圖dc10L()20-2010 圖eXo(s)Xi(s)G2(s)圖a圖fcR2R1UoUiP=1V=0Re-1Im圖kP=1V=2Re-1Im圖hReImP=2V=1-1圖i 二.判斷題(每題2分,共10分)
21、 1. 在任意線性形式下Laf1(t)-bf2(t)= aF1(s)-b F2(s) ( ) 2. 拉普拉斯變換的終值定理為 ( ) 3. G1s)和G2(S)為并串聯(lián)連接則等效后的結構為G1s G2(S)( ) 4. 設初始條件全部為零則( ) 5. 一階系統(tǒng)在單位階躍響應下 ( )三.求下圖對應的動態(tài)微分方程(10分)R2C2C1R1uiuo四.求系統(tǒng)的傳遞函數。Y1(s)/X1(s)、Yo(s)/X2(s)、Y2(s)/X1(s)、Y2(s)/X2(s)。(10分)G1(s)G3(s)X2(s)Y1(s)Y2(s)X1(s)G4(s)G2(s)五.復合控制系統(tǒng)結構圖如下圖所示,圖中K1、
22、K2、T1、T2是大于零的常數。 E(s)_Xo(s)K1/T1s+1K2/s(T2s+1)Gc(s)Xi(s) c、 確定當閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定時,參數K1、K2、T1、T2應滿足的條件。d、 當輸入(t)=Vot時,選擇校正裝置G(s)使得系統(tǒng)無穩(wěn)態(tài)誤差。(10分)六. 結構圖如下,T=1s,求G(z)。(10分)Xi(t)Xo(t)(1e-Ts)/s1/s(s+1) 七. 設負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數為: 試繪制K由0 ->變化的閉環(huán)根軌跡圖。(10分)一、填空題 (每空1分,共10分)1.線性系統(tǒng)在零初始條件下 的拉氏變換之比,稱該系統(tǒng)的傳遞函數。2.系統(tǒng)的傳遞函數,完全由系統(tǒng)的 決定,而
23、與外界作用信號的形式無關。3. 系統(tǒng)特征方程的根具有一個正根或復根有負實部時,該系統(tǒng)為 。4.系統(tǒng)輸出超過穩(wěn)態(tài)值達到第一個峰值所需的時間為 。5.由傳遞函數怎樣得到系統(tǒng)的頻率特性 。6. 積分環(huán)節(jié)的頻率特性為 。7. 純遲延環(huán)節(jié)的頻率特性為 。8.G(s)=1+Ts的幅頻特性為 。9. 高階系統(tǒng)的調節(jié)時間跟 有關。10. 幅頻特性最大值與零頻幅值之比為 。二試求下圖的傳遞函數(7分)+CR-H1H2G4G1G2G3C2C1i2(t)u1(t)R1ui(t)i1(t)uc(t)三 畫出下圖所示電路的動態(tài)結構圖(10分)四 已知系統(tǒng)的單位階躍響應為x0(t)=1-1.8+0.8e。試求:(1)閉環(huán)
24、傳遞函數; (2)系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼自然振蕩頻率; (3)系統(tǒng)的超調量p和調節(jié)時間ts。 (13分)五 在系統(tǒng)的特征式為A(s)=+2+8+12+20+16s+16=0,試求系統(tǒng)的特征根。(8分)六. 最小相位系統(tǒng)的對數幅頻特性如圖所示。試求開環(huán)傳遞函數和相位裕量。(14分)10-408-40db/dec10L(w)w-20db/dec七設單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數為要求系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)速度誤差系數v5,相角裕度。,采用串聯(lián)滯后校正,試確定校正裝置的傳遞函數。(15分)八已知求z的反變換。(8分)九、系統(tǒng)方框圖如下圖,求1+K1sR(s)C(s)-(1) 當閉環(huán)極點為時的K,K1值;(2) 在上面所
25、確定的K1值下,試繪制K由0+變化的閉環(huán)根軌跡圖 (15分)一.選擇題(每題1分,共10分)1. 反饋控制系統(tǒng)又稱為( ) A.開環(huán)控制系統(tǒng) B閉環(huán)控制系統(tǒng) B.擾動順饋補償系統(tǒng) D輸入順饋補償系統(tǒng) 2.位置隨動系統(tǒng)的主反饋環(huán)節(jié)通常是( ) A電壓負反饋 B電流負反饋 C轉速負反饋 D位置負反饋 3.如果典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應為減幅振蕩(又稱阻尼振蕩),則其阻尼比( ) A<0 B=0 C0<<1 D1 4.G(s)= 1/(S+1)(S+2)(S+3)(S+4)環(huán)節(jié)的對數相頻特性的
26、高頻漸近線斜率為( ) A -20dB B-40dB C-60dB D -80dB 5.某自控系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數G(s)= 1/(S+1)(S+2) ,則此系統(tǒng)為( ) A穩(wěn)定系統(tǒng) B不穩(wěn)定系統(tǒng) C穩(wěn)定邊界系統(tǒng) D條件穩(wěn)定系統(tǒng) 6若一系統(tǒng)的特征方程式為(s+1)2(s2)2+30,則此系統(tǒng)是()A穩(wěn)定的 B臨界穩(wěn)定的 C不穩(wěn)定的 D條件穩(wěn)定的7.下列性能指標中的( )為系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)指標。 A.P B.ts C.N D.ess 8.下列系統(tǒng)中屬于開環(huán)控制的為:(
27、) A.自動跟蹤雷達 B.數控加工中心 C.普通車床 D.家用空調器 9.RLC串聯(lián)電路構成的系統(tǒng)應為( )環(huán)節(jié)。 A比例 B.慣性 C.積分 D.振蕩 10.輸出信號與輸入信號的相位差隨頻率變化的關系是( )。 A.幅頻特性 B.相頻特性 C.傳遞函數 D.頻率響應函數二試求下圖的傳遞函數(6分)G3+G1G2CR-H3-H1H2三畫出如圖所示電路的動態(tài)結構圖(10分)LsIR(s)Ui(t)Uc(s)IL(s)四某單位反饋系統(tǒng)結構如下圖所示,已知xi(t)=t,d(t)=-0.5。試計算該系統(tǒng)的
28、穩(wěn)態(tài)誤差。(11分)D(s)X0(s)Xi(s)五設復合控制系統(tǒng)如下圖所示。其中,K1=2K2=1,T2=0.25s,K2K3=1。要求(1) 當r(t)=1+t+(1/2)t2時,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差;(2) 系統(tǒng)的單位階躍響應表達式 (11分)_-k1R+CK3S 六. 最小相位系統(tǒng)的對數幅頻特性如圖所示。試求開環(huán)傳遞函數和相位裕量。(15分)L(w)-20db/decw101001-40-20七某型單位反饋系統(tǒng)固有的開環(huán)傳遞函數為, 要求系統(tǒng)在單位斜坡輸入信號時,位置輸入穩(wěn)態(tài)誤差ess0.1,減切頻率c4.4rad/s,相角裕度。幅值裕度g(dB)100Db.試用下圖無源和有源相位超前網絡矯正
29、,系統(tǒng),使其滿足給定的指標要求。 (13分)八系統(tǒng)結構如圖所示,求輸出量z的變換X0(z). (10分)_TTx0*(t)X0(z)X0(s)x0(t)XI(s)xI(t)G1G2G3G4G5+九. 系統(tǒng)方框圖如圖2-4-21所示,繪制a由0+變化的閉環(huán)根軌跡圖,并要求:(1) 求無局部反饋時系統(tǒng)單位斜坡響應的穩(wěn)態(tài)誤差、阻尼比及調節(jié)時間;(2) 討論a=2時局部反饋對系統(tǒng)性能的影響;(3) 求臨界阻尼時的a值。 (15分)asR(s)E(s)C(s)-圖2-4-21 一 選擇題(每題1分,共10分) 1.利用奈奎斯特圖可以分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的()A.穩(wěn)態(tài)性能B.動態(tài)性能 C.穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能D.抗
30、擾性能2.有一線性系統(tǒng),其輸入分別為u1(t)和u2(t)時,輸出分別為y1(t)和y2(t)。當輸入為a1u1(t)+a2u2(t)時(a1,a2為常數),輸出應為()A.a1y1(t)+y2(t)B.a1y1(t)+a2y2(t) C.a1y1(t)-a2y2(t)D.y1(t)+a2y2(t)3.某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數為Gc(S)=K(0<<1),則該裝置是()A.超前校正裝置B.滯后校正裝置C.滯后超前校正裝置D.超前滯后校正裝置4.1型系統(tǒng)開環(huán)對數幅頻漸近特性的低頻段斜率為()A.-40(dB/dec)B.-20(dB/dec) C.0(dB/dec)D.+20(dB/
31、dec)5.開環(huán)傳遞函數G(s)H(s)=,其中p2>z1>p1>0,則實軸上的根軌跡為( )A.(-,-p2,-z1,-p1B.(- ,-p2C.-p1,+ D.-z1,-p16.設系統(tǒng)的傳遞函數為G(s)=,則系統(tǒng)的阻尼比為()A.B. C. D.17.設單位負反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數Go(s)=,其中K>0,a>0,則閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與()A.K值的大小有關B.a值的大小有關C.a和K值的大小有關D.a和K值的大小無關8. 在伯德圖中反映系統(tǒng)動態(tài)特性的是( )。A. 低頻段 B. 中頻段 C. 高頻段 D. 無法反映9. 設開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性G(j)=
32、,當=1rad/s時,其頻率特性幅值G(1)=( )。A. 1 B. C. D. 10. 開環(huán)傳遞函數為G(s)H(s)=,則實軸上的根軌跡為( )。A.-3, B. 0,C. (-,-3) D. -3,0 二系統(tǒng)的結構圖如下:試求傳遞函數C(s)/R(s)。 (15分)。 C_RG11111G21111三系統(tǒng)特征方程為s6+30s5+20s4+10s3+5s2+20=0試判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性(6分)四系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數C(s)/R(s)為n2/(s2+2ns+n2)誤差定義為e=r-c,試求系統(tǒng)在r(t)為l(t)、tl(t)時的穩(wěn)態(tài)誤差。(15分)五控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數畫出幅頻特性曲線,試判
33、斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并計算穩(wěn)定裕度。(15分)六系統(tǒng)校正前后的開環(huán)傳遞函數如圖,試求校正裝置。(15分)20100.1-40-40-20-20L1七設系統(tǒng)的結構如下圖所示,采樣周期T=1s ,設K=10,設分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并求系統(tǒng)的臨界放大系數。(15分)_C(s)R(s)八若某系統(tǒng),當階躍輸入作用r(t)=l(t)時,在零初始條件下的輸出響應為C(t)=1-e-2t+e-t.試求系統(tǒng)的傳遞函數和脈沖響應。(9分)一 判斷題 (每題1分,共10分)( )1在任意線性形式下Laf1(t)+bf2(t)=aF1(s)+bF2(s) ( )2拉普拉斯變換的微分法則 .( )3 G1s)和G2(S)為并
34、串聯(lián)連接則等效后的結構為G1s G2(S) ( )4一階系統(tǒng)在單位階躍響應下 ( )5二階系統(tǒng)在單位階躍信號作用下 當時系統(tǒng)輸出為等幅振蕩 ( )6. 勞斯判拒判斷系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是特斯方程各項系數大于零 ( )7系統(tǒng)的特征方程為則該系統(tǒng)穩(wěn)定 ( )8單位負反饋系統(tǒng)中 當時 ( )9.典型比例環(huán)節(jié)相頻特性 ( )10的轉折頻率為4 二倉庫大門自動控制系統(tǒng)的工作原理如圖所示,試說明自動控制大門開啟和關閉的工作原理,并畫出系統(tǒng)的原理方框圖。(10分)放大器電動機絞盤電位器關門開關開門開關大門三電路如圖所示,ur(t)為輸入量,uc(t)為輸出量,試列寫該電網絡的動態(tài)方程并求傳遞函數 uc(s)/ur(s)。(13分)urR1i1+i2u0Ci1Li2R2uc四控制系統(tǒng)如圖所示,試
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