自動控制原理考試卷

.PAGE.>自動控制原理試題〔10分〕*系統(tǒng)初始條件為零，其單位階躍響應為，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)及單位脈沖響應。3.〔12分〕當從0到變化時的系統(tǒng)開環(huán)頻率特性如題4圖所示。表示開環(huán)增益。表示開環(huán)系統(tǒng)極點在右半平面上的數(shù)目。表示系統(tǒng)含有的積分環(huán)節(jié)的個數(shù)。試確定閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的值的范圍。〔a〕〔a〕〔b〕〔c〕題4圖題2圖4．〔12分〕系統(tǒng)構造圖如下，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)題2圖1．〔10分〕*單位負反響系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，求該系統(tǒng)的單位脈沖響應和單位階躍響應。3．〔10分〕系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為，假設要使系統(tǒng)在欠阻尼情況下的單位階躍響應的超調(diào)量小于16.3%，調(diào)節(jié)時間小于6s，峰值時間小于6.28s，試在S平面上繪出滿足要求的閉環(huán)極點可能位于的區(qū)域?！?分〕〔15分〕最小相位系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性曲線如以下列圖所示〔分段直線近似表示〕試寫出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)試寫出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)；畫出對應的對數(shù)相頻特性的大致形狀；在圖上標出相位裕量Υ。1、．〔10分〕*單位負反響系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，試求系統(tǒng)的單位脈沖響應和單位階躍響應。3、〔10分〕系統(tǒng)的構造圖如下，試求：開環(huán)的對數(shù)幅頻和相頻特性曲線；單位階躍響應的超調(diào)量σ%，調(diào)節(jié)時間ts；相位裕量γ，幅值裕量h。7．〔15分〕系統(tǒng)構造圖如以下列圖所示，試求傳遞函數(shù)。〔10分〕*系統(tǒng)初始條件為零，其單位階躍響應為，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)及單位脈沖響應。題7圖8．〔12分〕系統(tǒng)構造圖如下，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。題7圖*系統(tǒng)在單位階躍輸入及零初始條件下的輸出響應為求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和單位斜坡響應?！?分〕3.*系統(tǒng)閉環(huán)特征方程為，試判定閉環(huán)穩(wěn)定性，并確定閉環(huán)系統(tǒng)在右半平面、左半平面和虛軸的極點個數(shù)?！?0分〕4.控制系統(tǒng)如以下列圖所示，r(t)=t，n(t)=1(t)，求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，并說明要想減小穩(wěn)態(tài)誤差應采取什么措施。〔10分〕1．〔13分〕試求以下列圖所示無源網(wǎng)絡的傳遞函數(shù)，其中R1=R2=1Ω，L=1H，C=1F，并求當時系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出。一、〔12分〕*系統(tǒng)方框圖如下列圖。試求傳遞函數(shù)，三、〔12分〕典型二階系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為當取時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出為，試確定系統(tǒng)參數(shù)2、〔10分〕系統(tǒng)開環(huán)幅相頻率特性如以下列圖所示，試根據(jù)奈氏判據(jù)判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并說明閉環(huán)右半平面的極點個數(shù)。其中為開環(huán)傳遞函數(shù)在s右半平面極點數(shù)，為開環(huán)系統(tǒng)積分環(huán)節(jié)的個數(shù)。4、〔10分〕單位負反響系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，試求系統(tǒng)的單位脈沖響應和單位階躍響應。5、〔10分〕一復合控制系統(tǒng)的方框圖如下，試求：無補償通道Ks時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；參加補償通道Ks后系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差?！?2分〕1、〔10分〕系統(tǒng)方框圖如以下列圖所示，假設系統(tǒng)單位階躍響應的超調(diào)量，在單位斜坡輸入時ess=0.25,試求：ξ，ωn，K，T的值；單位階躍響應的調(diào)節(jié)時間ts，峰值時間tp。4、〔15分〕最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻漸近線如以下列圖所示：〔1〕試寫出系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)；〔2〕概略畫出開環(huán)對數(shù)相頻特性的大致曲線。3、〔12分〕*系統(tǒng)方框圖如下，試求：〔1〕；〔2〕。5、〔15〕單位反響系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，?！?〕繪制開環(huán)頻率特性的極坐標圖〔從〕；〔2〕根據(jù)奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性；〔3〕當系統(tǒng)不穩(wěn)定時，計算閉環(huán)系統(tǒng)在右半平面的極點數(shù)。三、〔15分〕*控制系統(tǒng)的構造圖如以下列圖所示：圖中，和分別是系統(tǒng)的給定輸入和擾動輸入量，是輸出量。求：確定系統(tǒng)在給定作用下的動態(tài)性能指標〔超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間〕；確定系統(tǒng)在給定信號和擾動信號共同作用下的穩(wěn)態(tài)誤差。一、〔20分〕判斷以下說法是否正確，在正確的前面畫"T〞，在錯誤的前面畫"F〞。每題正確得1分，不判斷不得分，判斷錯誤扣1分。對于欠阻尼的二階系統(tǒng)：〔〕①當阻尼比保持不變時，無阻尼自振蕩頻率越大，系統(tǒng)的超調(diào)量也越大；〔〕②當阻尼比保持不變時，無阻尼自振蕩頻率越大，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間越??；〔〕③當無阻尼自振頻率不變時，阻尼比越大，系統(tǒng)的諧振峰值越大；〔〕④當無阻尼自振頻率不變時，阻尼比越大，系統(tǒng)的諧振頻率越小。對于線性定常的負反響控制系統(tǒng)：〔〕①它的傳遞函數(shù)與外輸入信號無關；〔〕②它的穩(wěn)定性與外輸入信號無關；〔〕③它的穩(wěn)態(tài)誤差與外輸入信號無關；〔〕④它的特征方程是唯一的。二、〔12分〕*系統(tǒng)方框圖如下，求傳遞函數(shù)。(4)．系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為在右半平面有兩個極點，時的開環(huán)頻率響應的Nyquist如圖〔A〕〔B〕〔C〕所示，試用Nyquist判據(jù)確定K為哪一個值時，閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定的。〔A〕〔B〕〔C〕A：；B：；C：。6、〔12分〕最小相位系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性曲線如下列圖。求：此時系統(tǒng)的相位裕度？假設要使，則要系統(tǒng)開環(huán)增益為多少？2、〔10分〕試建立題1圖所示校正環(huán)節(jié)的動態(tài)構造圖，并指出這是一個什么樣的校正環(huán)節(jié)。題1圖題1圖-+4.〔15分〕當從0到變化時的系統(tǒng)開環(huán)頻率特性如題4圖所示。表示開環(huán)增益。表示開環(huán)系統(tǒng)極點在右半平面上的數(shù)目。表示系統(tǒng)含有的積分環(huán)節(jié)的個數(shù)。試確定閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的值的范圍?！瞐〕〔a〕〔b〕〔c〕題4圖6．〔15分〕單位負反響系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)?！?〕求系統(tǒng)的穿越頻率和相角裕量，并分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性；〔12分〕系統(tǒng)的傳遞函數(shù)分別為〔1〕；〔2〕；〔3〕；〔其中試分別畫出以上三個系統(tǒng)的伯德圖。3、〔12分〕給定系統(tǒng)的動態(tài)構造圖，如題1圖所示。試求傳遞函數(shù)，。題1圖題1圖4、〔12分〕具有單位負反響系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為試用勞斯判據(jù)判別閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及閉環(huán)特征根的分布情況。10分〕系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，求在頻率幅值的正弦輸入信號作用下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出的幅值和相位。4．〔9分〕系統(tǒng)開環(huán)幅相頻率特性如以下列圖所示，試根據(jù)奈氏判據(jù)判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并說明閉環(huán)右半平面的極點個數(shù)。其中為開環(huán)傳遞函數(shù)在s右半平面極點數(shù)，為開環(huán)積分環(huán)節(jié)的個數(shù)。6．〔16分〕*最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性如以下列圖所示，要求：寫出系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)；利用相位裕量判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性；將其對數(shù)幅頻特性向右平移十倍頻程，試討論對系統(tǒng)性能的影響。三、〔16分〕最小相位系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性曲線如以下列圖所示：1、試寫出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)。2、畫出對應的對數(shù)相頻特性曲線的大致形狀，用奈氏判據(jù)分析穩(wěn)定性。3、假設系統(tǒng)穩(wěn)定，在圖上標出穿越頻率和相位裕量Υ。二、〔10分〕控制系統(tǒng)如以下列圖所示，，，、、、均大于零，求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，并說明要想減小穩(wěn)態(tài)誤差應采取什么措施。四、〔9分〕系統(tǒng)開環(huán)幅相頻率特性曲線如以下列圖所示，試根據(jù)奈氏判據(jù)判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并說明閉環(huán)右半平面的極點個數(shù)。其中為開環(huán)傳遞函數(shù)在s右半平面極點數(shù)，為開環(huán)積分環(huán)節(jié)的個數(shù)。五、〔15分〕最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻漸近線如以下列圖所示：1、試寫出系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。2、概略畫出開環(huán)對數(shù)相頻特性的大致曲線。3、假設系統(tǒng)穩(wěn)定，在圖上標出穿越頻率和相角裕量。四、〔15分〕最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線如下列圖。1、求系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)，用Routh判據(jù)判穩(wěn)定性；2、繪制開環(huán)對數(shù)相頻特性曲線，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性；3、計算剪切頻率和相角裕量；4、假設系統(tǒng)穩(wěn)定，確定系統(tǒng)在何種典型輸入下有差？單位幅度輸入時穩(wěn)態(tài)誤差是多少？三、〔15分〕單位負反響系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，且。1、用Routh穩(wěn)定判據(jù)分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性；3、繪制Bode圖及Nyquist曲線，由Nyquist穩(wěn)定判據(jù)分析系統(tǒng)穩(wěn)定性。四、〔15分〕最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線如下列圖。LL1、求系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)，用Routh判據(jù)判穩(wěn)定性；；2、繪制開環(huán)對數(shù)相頻特性曲線，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性；3、計算剪切頻率和相角裕量〔小數(shù)點后保存1位〕。4、假設系統(tǒng)穩(wěn)定，確定系統(tǒng)在何種典型輸入下有差？單位幅度輸入時穩(wěn)態(tài)誤差是多少？最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性如以下列圖所示，試求：〔1〕系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)；〔2〕畫出對應的對數(shù)相頻特性曲線的大致形狀；〔3〕求出相位穩(wěn)定裕量?！?5分〕2、〔10分〕*單位負反響系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，在正弦信號作用下，閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應，試計算的值。3、〔10分〕單位負反響系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，求當相位裕量Υ=45°時的K值。6、〔15分〕*系統(tǒng)方框圖如下列圖，試求傳遞函數(shù)。8、〔15分〕系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為試用奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)判斷其穩(wěn)定性。1〕，求出處于臨界穩(wěn)定的值；2〕時，討論的穩(wěn)定范圍。3．欠阻尼二階系統(tǒng)的阻尼比越小，系統(tǒng)的平穩(wěn)性越。4．控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與構造關，與外作用關。5．控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與構造參數(shù)關，與外作用關。6．減小阻尼比使二階系統(tǒng)