《自动控制原理》试卷及答案（A26套）(10)

参考答案A(15)

1、(1)B；(2)AB；(3)B；(4)B；(5)A； 2、

U1(s)R2Cs?，滞后，图略。

U2(s)(R1?R2)Cs?13、K>0.5

4、 根轨迹略。5

7、 脉冲传递函数G(z)?不稳定。

10T?，T=0.1时，p?1,kp??,kv?1,ess?0.2。T=0.5时系统z?1

自动控制原理试卷A(16)

一、问答题（20分）

1、什么是最小相位系统和非最小相位系统？最小相位系统的主要特点是什么？（5分） 2、相平面分析法使用的局限性是什么？（5分）

3、二阶系统阶跃响应都有哪些类型？是由什么来决定的？（5分）

4、在根轨迹校正法中，当系统的动态性能不足时，通常选择什么形式的串联校正网络？网络参数取值与校正效果之间有什么关系？工程应用时应该注意什么问题？（5分）

二、填空题（10分）

1、PID控制器的传递函数为-------------------------------，其中积分时间越大，积分作用越------，微分时间越大，微分作用越-----------。

2、控制系统的平稳性和快速性在时域中是由-------------和------------等来评价的，在频域中则分别由-------------、----------------、-------------------等评价。

3、利用“三频段”的概念，可以由开环频率特性方便地分析系统特性。低频段斜率和位置决定了系统的----------------；中频段斜率、开环截止斜率及中频段长度表征了系统的---------------；高频段特性则反映了系统的-----------------------------------------。

4、为了减小稳态误差，可------------前向通道积分环节个数或----------开环增益。 5、闭环零点是由前向通道的-------------和反馈通道的----------------构成。

三、计算题（70分）

1、（12分）给定系统的动态结构图，如题1图所示。试求传递函数

G5RC?s?E?s?，。 R?s?R?s??G1E?G2G4G6题1图

??G3C2．（12分）已知系统结构图如题2图所示，其中控制器的传递函数Gc?s??K1，被控对象的传递函数Gp?s??K2s2，当输入信号和干扰信号都是单位阶跃函数时：

（1）求系统的稳态误差ess。

（2）若要使在单位阶跃扰动作用下引起的系统稳态误差为零，应怎样改变控制器的结构？

N(s)

C(s)? ?Gp?s?Gc?s?? R(s)

?题2图

3．（15分）已知某最小相位系统的开环对数幅频特性如题3图所示。求： （1）开环传递函数。

（2）试问系统有无闭环主导极点。（提示：实轴上根轨迹的分离点为?4.38和?45.62）。 （3）能否通过选择K满足最大超调量?%?5%的要求，说明理由。 （4）能否通过选择K满足调节时间ts?0.5s的要求，说明理由。 （5）能否通过选择K满足静态速度误差系数Kv?50的要求，说明理由。

dB L???-20 斜率单位：dB/dec 20lgK1 -40 10 40 50 100 -60 -80 ?题3图

?平面： 4．（16分）非线性系统结构如题7图所示。选择c?c

（1）当a=0时，绘制系统的相平面图； （2）当a=1时，绘制系统的相平面图；

5．(15分)离散系统方框图如图所示。采样周期T=1，设k=10，分析系统的稳定性，并求系

统临界稳定的放大系数k。

r=0 e 1 m 1 c -1 s2as?1 题4图

R（s） T=1 C（s） k1?e?Ts s s(s?1)

参考答案A(16)

一、问答略。

二、 填空略。 三、 计算

1、

G1G2G3?G1G3G5C(s)? R(s)1?G1G2G4?G2G3G6?G1G3G5G2G4G6G1?G1G3G5G6E(s)? R(s)1?G1G2G4?G2G3G6?G1G3G5G2G4G62、(1)ess??1；(2)Gc(s)增加积分环节 k13、(1)Gk(s)?K;(2)可以;(3)可以(4)不可以

s(0.1s?1)(0.025s?1)(0.02s?1)4、(1)开关线为c=0，左侧为开口向右的抛物线，右侧为开口向左的抛物线

??c?0，左侧为开口向右的抛物线，右侧为开口向左的抛物线 （2）开关线为c 5、稳定范围：0

自动控制原理试卷A(17)

1．（15分）设系统开环极点（×）、零点（○）分布如题1图所示。试画出相应的根轨迹图。 ImImImj?j?j? ??Re 0??0???0?ReRe

?

??（a） （b） （c）

Imj? ????0????0?ReRe

（d） （e）

题1图 2、（10分）试建立题1图所示校正环节的动态结构图，并指出这是一个什么样的校正环节。

RfC

-

R2R1+ ur uC 题1图

C?s?3、（10分）给定系统的方框图如题3图所示，试求闭环传递函数。 R?s? ?G1

?

H1

?C?s???G 2R?s??? ? H2

题3图

Imj??4.（15分）当?从0到??变化时的系统开环频率特性G?j??H?j??如题4图所示。K表示开环增益。P表示开环系统极点在右半平面上的数目。v表示系统含有的积分环节的个数。

试确定闭环系统稳定的K值的范围。

ImImIm

??0??0 ??0?2K

???0Re??????

0Re0Re?2K?2K

v?3,p?0v?0,p?0v?0,p?2

（c） （b） （a）

题4图