廣東石油化工學(xué)院07-08自動控制原理科目考試試題A卷及答案e

------2007～2008學(xué)年第一學(xué)期自動控制原理 科目考試試題A卷----使用班級（老師填寫：電氣05-2-題得號題得號分一二(1) 二(2) 二(3) 二(4) 二(5) 二(6) 二(7) 二(8)總分閱卷人：批-批-審-審------填空題(35分,2分外,1分)：--1-- 系統(tǒng)、隨動系統(tǒng)和 系統(tǒng)。：-題-2、線性系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是具有 性和齊次性。題-審- 3、傳遞函數(shù)為[12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系統(tǒng)的零點(diǎn)為線） ，極點(diǎn)為 ，增益為 其單位階響應(yīng)為 ；該系統(tǒng)的可近似為傳遞函數(shù)為-線 的二階系統(tǒng)。-----：- -題- -命--

4、分析自動控制系統(tǒng)時(shí)常用的典型輸入信號是階躍信號、斜坡信號、拋線信號、 和 。5、自動控制系統(tǒng)包含 和自動控制裝置兩大部分。6線性系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的其中五種形式是微分方程、傳遞函數(shù)、-密 、 、 。-出7、 是確定平面上根軌跡的充分必要條件，而用 確定封超 根軌跡上各點(diǎn)的根軌跡增益k*的值當(dāng)n-m≥ 時(shí),開環(huán)n極點(diǎn)之和等于閉環(huán)n個(gè)極點(diǎn)之和。：-能8對自動控制的性能要求可歸納為 和準(zhǔn)確性三：-號不學(xué)-個(gè)方面，在階躍響應(yīng)性能指標(biāo)中，調(diào)節(jié)時(shí)間體現(xiàn)的是這三個(gè)方面中的號不學(xué)-題-- ，而穩(wěn)態(tài)誤差體現(xiàn)的是 。題--答-9、香農(nóng)采樣定理指出：如果采樣器的輸入信號e(t具有有限寬帶，并且有答--直到ωh的頻率分量，則使信號e(t) 完滿地從采樣信號e*(t) 中恢復(fù)-（-過來的采樣周期T要滿足下列條件： 。（-10：密 率成 比。姓名 、非線性系統(tǒng)的描述函數(shù)N（A）定義為非線性環(huán)節(jié)的輸出 姓-（s，--則系統(tǒng)產(chǎn)生自激振蕩的條件為；如G(s)是最小--相位系統(tǒng)若曲線不包圍 曲線則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。--- g(t)3e1.25t-12、已知一系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)為-：-

，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為。）- 。）寫--填- 13.表征一階系統(tǒng)靜態(tài)特性的參數(shù)，動態(tài)特性的參-生- 數(shù)是 。學(xué)--（- 14、線性二階系統(tǒng)當(dāng)ζ=0 時(shí)，系統(tǒng)有一對純虛根，其階躍響應(yīng)為--級- 過程，奇點(diǎn)類型是 。--班-班-----15差分方程為c(n2)e0.5T)c(ne0.5Tc(n)e0.5T)r(n的系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)是：{ }1、已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為（S=1（S+，則閉環(huán)系統(tǒng)r(t)=sin2t時(shí)的穩(wěn)態(tài)輸出c(t)= 。二．分析題（共65分）1、求下圖所示電路的傳遞函數(shù)及微分方程（8分。2、已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下圖所示，求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)(6分)3、已知系統(tǒng)的特征方程為D(s)s52s42s34s210=0,試判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并說明位于右半S平面的特征根數(shù)目(8分)。4（s=8/[s2(s+2)],試計(jì)算輸入r(t)1(t)tt2時(shí)，以及r(t)=1(t)+t+t2（8分。5、已知開環(huán)零極點(diǎn)分布如圖所示，試?yán)L出相應(yīng)的閉環(huán)根軌跡概略圖分。j j j圖a 圖b 圖c--------6、一最小相位系統(tǒng)傳遞函數(shù)的漸近對數(shù)幅頻曲線如下圖所示。（12分）---（1）---（2）---（3）--------------線： ）號-號學(xué)線學(xué)--訂--裝-封-封-7T=1秒，求系統(tǒng)閉環(huán)脈沖-密-傳遞函數(shù)及分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性（10分。密-超封出超封出：---

y*ty10 y 名能ss- 名能ss姓T姓-不-不-題-題---答-8、已知非線性系統(tǒng)的微分方程為答-密（ 52xx20-試求系統(tǒng)的奇點(diǎn)并判斷其類型（7分。-----寫-寫填-填-生-生學(xué)-學(xué)-（-（級-級--班-班----------------2007～2008學(xué)年第二學(xué)期自動控制原理試題A卷答案一、填空題1、恒值控制；程序控制。2、疊加。3 、 -10 ； -2 ， -3 ， -30 ； 2 ；2 16

2t

28

3t

1

；30t3 9 21[1.2(s+10)]/[(s+2)(s+3)]。4、正弦信號；脈沖信號。5、被控對象。6、差分方程；脈沖傳遞函數(shù)；方框圖和信號流圖。7、相角條件；幅值條件；2。8、穩(wěn)定性；快速性；快速性；穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。9、2T 2h10、反。

( 2 )s h11、輸出基波分量；-1/N(A)；-1/N(A)。1、3/（s+1.2。13、K；T。14、等幅振蕩；穩(wěn)定中點(diǎn)。C(z) z(1e0.5T)。15、G(z)。

R(z) z

(1e0.5T)ze0.5T16、css

r j2sin(2t)0.35sin(2t45。m二．分析題1、傳遞函數(shù)：

U(s) R2C2s22RCs1c ；U(s) R2C2s2r

3RCs1微分方程：

duc

3 du 1c u

dur

2 du 1r u 。dt2

CRdt C2R2

dt

CRdt C2R2 r-------- 2、-------------------- 3、 D(s)s52s42s34s210=0--- 5-- Routh：S-

1 2 11：線 S4 2 4 10號 ）學(xué)- S3 6--- 線 S2 12 10--訂-- S 6訂-裝-裝-- S0 10-封-2個(gè)正根。封--密-42密-封出

=，Kp

= ，Ka

=K=4名：- 名：姓-姓能-能--不-不--題-題--答-答--密----：--寫-寫填-填-生-

當(dāng)r(t)1(t)、tt2時(shí)，ess0，0，1/2；當(dāng)r(t)=1(t)+t+t2時(shí)，根據(jù)線性系統(tǒng)的疊加原理，ess=1/45、j j j圖a 圖b 圖cK-學(xué)- 6（1）依圖可寫出G(s)-（-（級-級---

(ss1 ss

班------ 所以---

20lgK)40db ，100G(s) 1 1( ss

K100- - 1 2--------（2）因?yàn)镻=0，N=0，Z=0，所以系統(tǒng)穩(wěn)定。（3）可以直接由該漸近對數(shù)幅頻曲線判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。7、G(Z)=Z[

10 6.32zs(]=s(z1)(zs(]=Y(z) G(z) 6.32z(z) R(z) 1G(z) (zz0.368)6.32z閉環(huán)特征方程Z2+4.952Z+0.368=0Z1=-0.076 , Z2=-4.876系統(tǒng)特征方程的根有一個(gè)在單位圓外，因此，該離散系統(tǒng)不穩(wěn)定。8、d

0.52xx2解：相軌跡方程為：

dx 有令d 0 有

0dx

0.52xx2 0x 0,x1 2

2

0

2有二個(gè)奇點(diǎn)：

, 201

02在奇點(diǎn)(0,0)

f(x,x

(0,0

(22x)|

(0,0

2f(x,

(0,0

0.5f xf 2x0.5x ---------- x0 x---- --

0.251.39j-處有一對具有負(fù)實(shí)部的共軛---為穩(wěn)定的焦點(diǎn)。------ (-2,0)處，------ f(x,|-

(22x)| 2-x--- f(x,： 線

(-2,0)| 0.5

(-2,0)號 ）

(-2,0)學(xué) --- 線 -

f

xf

2x

0.5

訂-- x 訂