自動(dòng)控制原理試題(含答案)

1、題號(hào)一二三四五六七總 分分?jǐn)?shù)1612241612911成績(jī)一、（共16分，每空2分）填空題。1、根據(jù)有無(wú)反饋，控制系統(tǒng)可分為兩類(lèi)：（ ）。2、傳遞函數(shù)的定義是（ ）。3、的拉氏反變換為（ ）。4、非最小相位系統(tǒng)是指（ ）。5、某閉環(huán)傳遞函數(shù)為的控制系統(tǒng)的截止頻率為（ ）。6、線性采樣系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是其特征根均位于z平面（ ）。7、已知某控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)的剪切頻率為（ ），相角儲(chǔ)備為（ ）度。二、（共12分）系統(tǒng)的方塊圖如下，試求：1、通過(guò)方塊圖化簡(jiǎn)求閉環(huán)傳遞函數(shù)（用梅遜公式也可）。（8分）2、誤差傳遞函數(shù)。（4分）三、（共24分）某單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)如圖，阻尼比，試求：1、

2、 系統(tǒng)類(lèi)型、階次。（2分）2、 K、無(wú)阻尼振蕩角頻率、有阻尼振蕩角頻率的值。（6分）3、 系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)。（2分）4、 靜態(tài)誤差系數(shù)Kp，Kv和Ka。（3分）5、 系統(tǒng)對(duì)單位階躍、單位斜坡、單位加速度輸入的穩(wěn)態(tài)誤差，。（3分）6、 峰值時(shí)間，最大超調(diào)量。（4分）7、 輸入信號(hào)為時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出、輸出最大值。（4分）四、（共16分）傳遞函數(shù)題。1、（從圖(a)，(b)中選作一題）求系統(tǒng)輸入為，輸出為時(shí)的傳遞函數(shù)。（6分） 注：圖(a)中，,是位移量；圖(b)中，,是電壓量。(a) (b)2、已知最小相位系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻漸近線如圖，試求對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)。（6分）3、已知采樣控制系統(tǒng)如圖所示，寫(xiě)出系

3、統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)。（4分）五、（共12分）1、已知某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，試確定使系統(tǒng)產(chǎn)生持續(xù)振蕩的值，并求振蕩頻率。（6分）2、下圖中，圖（a）為某一系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)幅相頻率特性曲線，圖（b）為另一系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅相頻率特性曲線，PR為開(kāi)環(huán)右極點(diǎn)數(shù)，試判斷兩個(gè)系統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定性。（6分）（a） （b）燕山大學(xué)試卷 密 封 線 共 8 頁(yè) 第 7 頁(yè)六、（共9分）已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，試求：1、繪制開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線的漸近線。（4分）2、輸入為時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出。（5分）七、（共11分）圖（a）、（b）中，實(shí)線分別為兩個(gè)最小相位系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線，采用校正后，

4、曲線由實(shí)線變?yōu)樘摼€，試問(wèn)：1、串聯(lián)校正有哪幾種形式？（3分）2、圖（a）、（b）應(yīng)分別采取什么校正方法？（4分）3、圖（a）、（b）所采取的校正方法分別改善了系統(tǒng)的什么性能？（4分）注：-1表示-20dB/dec，-2表示-40dB/dec（a） （b）一、（共16分，每空2分）1、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)2、當(dāng)初始條件為零時(shí)，輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比3、4、若控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)中有零點(diǎn)或極點(diǎn)在復(fù)平面s的右半部，則稱為非最小相位傳遞函數(shù)，相應(yīng)的系統(tǒng)稱為非最小相位系統(tǒng)5、0.56、以圓心為原點(diǎn)的單位圓內(nèi)7、， 120 二、（共12分）1、（8分）將A點(diǎn)后移所以，2、（4分）三、（

5、共24分）1、1型、2階 （2分）2、K=1 （2分）=1 （2分） （2分）3、 （2分）4、 （1分）1 （1分） （1分）5、 （1分）1 （1分） （1分）6、3.63 （2分） （2分）7、； （2分） （2分）四、（共16分）1、（從圖(a)，(b)中選作一題）。（6分）(a)解：列寫(xiě)動(dòng)力學(xué)微分方程：經(jīng)拉式變換得：化簡(jiǎn)并整理，得：(b)解：采用運(yùn)算電阻的方法：2、（6分）系統(tǒng)由一個(gè)比例環(huán)節(jié)和一個(gè)慣性環(huán)節(jié)組成。即由20lgK20得K10；轉(zhuǎn)角頻率0.5，得T2。所以，3、（4分）五、（共12分）1、（6分）方法一：系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：特征方程為：列勞斯表s314s22Ks1s0K要使系統(tǒng)穩(wěn)定，則。得：所以，使系統(tǒng)產(chǎn)生持續(xù)振蕩的值為：將代入特征方程，即解得其虛根為，。所以，振蕩頻率方法二：系統(tǒng)臨界穩(wěn)定，所以過(guò)點(diǎn)，則，即所以，2、（6分）（a）NN020，ZRPR2N6，所以閉環(huán)不穩(wěn)定。 （3分）（b）NN211，ZRPR2N0，所以閉環(huán)穩(wěn)定。 （3分）六、（共9分）1、（4分）所以，；2、（5分）閉環(huán)傳函為，頻率特性為，即：，即：；系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出為：七、（共11分）1、相位超前校正、相位滯后校正、相位滯后-超前校正。 （3分）2、（a）串聯(lián)相位滯后校正。 （