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1、目動(dòng)控制原理期末考試試卷一、選擇題:1 .采用負(fù)反饋形式連接后,則(D )A、一定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定B、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能一定會(huì)提高C、一定能使干擾引起的誤差逐漸減小,最后完全消除D、需要調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù),才能改善系統(tǒng)性能2 .下列哪種措施對(duì)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有效果( A )A、增加開環(huán)極點(diǎn)B、在積分環(huán)節(jié)外加單位負(fù)反饋C、增加開環(huán)零點(diǎn)D、引入串聯(lián)超前校正裝置3 .系統(tǒng)特征方程為D(s) s3 2s2 3s 6 0,則系統(tǒng)(C )A、穩(wěn)定B、單位階躍響應(yīng)曲線為單調(diào)指數(shù)上升C、臨界穩(wěn)定D、右半平面閉環(huán)極點(diǎn)書Z=24 .系統(tǒng)在r(t) t2作用下的穩(wěn)態(tài)誤差ess,說明(A )A、型別v 2B、系統(tǒng)不穩(wěn)定C
2、、輸入幅值過大D、閉環(huán)傳遞函數(shù)中有一個(gè)積分環(huán)節(jié)5 .對(duì)于一下情況應(yīng)繪制0根軌跡的是(D )A、主反饋符號(hào)位-B、除Kr外的其他參數(shù)變化時(shí)C、非單位反饋系統(tǒng)D、根軌跡方程(標(biāo)準(zhǔn)形式)為 G(s)H(s)6 .關(guān)于傳遞函數(shù),錯(cuò)誤的說法是(B )A、傳遞函數(shù)只適用于線性定常系統(tǒng)B、傳遞函數(shù)不僅取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù),給定輸入和擾動(dòng)對(duì)傳遞函數(shù)也有影響C、傳遞函數(shù)一般是為復(fù)變量s的真分式D、閉環(huán)傳遞函數(shù)的幾點(diǎn)決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性7 .高階系統(tǒng)的主導(dǎo)閉環(huán)極點(diǎn)越靠近虛軸,則系統(tǒng)( D )A、準(zhǔn)確度越高B、準(zhǔn)確度越低C、響應(yīng)速度越快D、響應(yīng)速度越慢8 .已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 G(s) 50,則該系統(tǒng)的開環(huán)增益
3、為(C )(2 s 1)(s 5)A、50B、25C、10 D、59 .若某題的根軌跡有兩個(gè)起點(diǎn)位于原點(diǎn),則說明該系統(tǒng)( B )A、含兩個(gè)理想微分環(huán)節(jié)B、含兩個(gè)積分環(huán)節(jié)C、位置誤差系數(shù)為0D、速度10 .開環(huán)頻域性能指標(biāo)中的相角裕度對(duì)應(yīng)時(shí)域性能指標(biāo)(A )A、超調(diào) %B、穩(wěn)態(tài)誤差essC、調(diào)整時(shí)間tsD、峰值時(shí)間tp二、填空題:1 .反饋控制又稱偏差控制,其控制作用是通過給定值 與反饋量的差俏講行的。2 .復(fù)合控制有兩種基本形式:即按輸入的前饋復(fù)合控制和按擾動(dòng)的前饋復(fù)合控制。3 .兩個(gè)傳遞函數(shù)分別為Gi(s)與G2(s)的環(huán)節(jié),以并聯(lián)方式連接,具等效傳遞函數(shù)為G(s),則 G(s)為 Gi s
4、 G2 s (用 Gi(s)與 G2(s)表示)。4 .根軌跡起始于 開環(huán)極點(diǎn) ,終止于 開環(huán)零點(diǎn) 。5 .判斷一個(gè)閉環(huán)線性控制系統(tǒng)是否穩(wěn)定,可采用勞斯判據(jù) 、 根軌跡 、 奈奎斯特判據(jù)等方法。6 .最小相位系統(tǒng)是指S右半平面不存在系統(tǒng)的開環(huán)極點(diǎn)及開環(huán)零點(diǎn)。三、分析設(shè)計(jì):1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示:圖L攔制系湘吉構(gòu)圖(1)寫出閉環(huán)傳遞函數(shù) (s)2表達(dá)式;R(s)(2)要使系統(tǒng)滿足條件:0.707 ,2,試確定相應(yīng)的參數(shù)K和(3)求此時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo) 為, ts ;(4)r(t) 2t時(shí),求系統(tǒng)由r(t)產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差(5)解:(1)(s)C(s)R(s)2ns2 2 nskK2242240
5、.707(3)004.32002.83(4) G(s)K sKss(s1 s(s1)KkvAKk1.414(5)令:(s)C(s)N(s)1 -G s(s)(s)確定Gn(s),使干擾n(t)對(duì)系統(tǒng)輸出c(t)無影響得:Gn(s)2.已知某單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)-: s(s 3)分離點(diǎn)、與虛(1)、繪制該系統(tǒng)以根軌跡增益 Kr為變量的根軌跡(求出:漸近線、軸的交點(diǎn)等);(2)、確定使系統(tǒng)滿足01的開環(huán)增益K的取值范圍。解:(1)繪制根軌跡系統(tǒng)有有3個(gè)開環(huán)極點(diǎn)(起點(diǎn)):0、-3、-3,無開環(huán)零點(diǎn)(有限終點(diǎn)); 實(shí)軸上的軌跡: 5, -3)及(-3, 0);3條漸近線:a 瑟一60
6、, 180八、,12一分離點(diǎn):0 得:d 1d d 3Kr d| |d 32 4與虛軸交點(diǎn):D(s) s3 6s2 9s Kr 0Im D(j )3 903ReD(j )6 2 Kr0K54繪制根軌跡如右圖所示。(2)開環(huán)增益K與根軌跡增益Kr的關(guān)系:KrG(s)Krs(s 3)292s s -3得 K Kr 9系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)根軌跡增益Kr的取值范圍:Kr 54,系統(tǒng)穩(wěn)定且為欠阻尼狀態(tài)時(shí)根軌跡增益Kr的取值范圍:4 Kr 54 ,系統(tǒng)穩(wěn)定且為欠阻尼狀態(tài)時(shí)開環(huán)增益 K的取值范圍:4K 69四、計(jì)算題:1.已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 G(s) K,試求當(dāng)K=10時(shí),系統(tǒng)的阻 s(0.1s 1)尼比
7、匕無阻尼自然頻率n,位置誤差系數(shù)Kp,速度誤差系數(shù)Kv和加速度誤差系數(shù)Ka o解:系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為-K10KGb s2-20.1s2 s K s2 10s 10K2與二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)形式 -一n相比較,可得s2 2 ns 110K , 210即12%10K當(dāng) K=10/s 時(shí)10弧度/秒0.5位置誤差系數(shù)K lim G sp s 01sm0Ks(0.1s 1)速度誤差系數(shù)Kv lim sG sv s 0加速度誤差系數(shù)Klim 10s 0 0.1s 12Ka lim s G sa s 0Kslim 0s 0 0.1s 12.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為s4 2s3s 1 0 ,試用勞斯判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解:列勞斯表如下S4S3S2(2X1 1X1)/2=1/2(
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