《自动控制原理》试卷及答案（A26套）(4)

自动控制原理试卷A（6）

一 、（12分）某系统方框图如图所示。试求传递函数

0.5R(s)E(s)Y(s)E(s) ， R(s)R(s)1s?11s?2?1s?3y(s)2

二、（12分）某系统方框图如图，若要求 r(t)?1(t)时：超调量?%?16.3%，峰值时间tp??秒。试绘制K由(0,?)变化的根轨迹。在根轨迹图上标出满足性能要求的根轨迹，并求相应K的取值范围。

R(s)?1s2?3Y(s)Ks?1

三、（12分）典型二阶系统的开环传递函数为

2?nG(s)?

s(s?2??n)当取r(t)?2sint时，系统的稳态输出为css(t)?2sin(t?450)，试确定系统参数?,?n

四、（12分）对下图所示的系统，试求：当r(t)= 1(t)和n(t)=1(t)时系统的稳态误差ess ；

五、（14分）系统结构图如下，要求：（1）绘出系统稳定时奈奎斯特曲线的大致图形。 （2）在奈奎斯特图上证明系统临界稳定时的??0.01。

100 Y(s)? s(s?1) R(s) ]

?s?1

?

题6图

六、（14分）某最小相位系统采用串联滞后校正Gc(s)?Ts?1，校正前开环对数幅频特性aTs?1'?e（l,c,d,e,均为给定正常数）渐近线如图。要求校正后幅值穿越频率wc。试求校正装置传

递函数Gc(s)和校正后开环传递函数G(s)。

L(db)?20db/dec?40db/dec0dbew(rad/s)lcd?60db/bec

*?1。求K的取值范围。 七、（12分）某采样系统如图。若要求当r(t)?4?3t时essRE?T?1.2sE*1?e?TssK(0.4s?1)sY

八、（12分）某系统运动方程为：当e?e?........1111?：e?0；当e?e??：e?e?1?0。试2222在e?e相平面上绘制由e(0)?e(0)?1开始的相轨迹，并由相轨迹确定到达稳定所需的时间。

参考答案A（6）

Y(s)?0.5E(s)s2?4s?3?,?1、 R(s)s2?4s?3.5R(s)s2?4s?3.52、2?K?2.8 3、??1.5,?n?3.4 4、ess?11?

1?K1K2K15、证明略。

Ts?16、Gc(s)?，校正后G(s)?aTs?1K(Ts?1)c2c2,K?,??

11lles(?Ts?1)(s?1)(s?1)ld7、3.75

8、开关线左侧相轨迹为（-1，0）为圆心的圆，右侧为平行横轴的直线。6.71秒。

自动控制原理试卷A（7）

1．（10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）已知系统开环幅相频率特性如下图所示，试根据奈氏判据判别系统的稳定性,并

Imj??说明闭环右半平面的极点个数。其中p为开环传递函数在s右半平面极点数，Q为开环系统积分环节的个数。

ImIm??0???0??0Re?Im?1????10Re?1???0Rep?0Q?0(a)p?0Q?1??0?(b)p?0Q?3(c)3、（15分）某系统方框图如下图所示， 试：（1）绘制系统的一般根轨迹并写出绘制步骤；

（2）应用根轨迹法分析系统稳定时K的取值范围。

R(s)?K0.5s?11s(s?1)C(s)4、（10分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)?应和单位阶跃响应。

2s?1，试求系统的单位脉冲响2s5、（10分）已知一复合控制系统的方框图如下，r(t)?2t?1(t)试求： （1）无补偿通道Ks时，系统的稳态误差； （2）加入补偿通道Ks后系统的稳态误差。（12分）

KsR(s)E(s)?2KKs(0.25s?1)C(s)

6、（15分）系统结构如图所示：

R(s)Gc(s)1s2C(s)

（1）当选择校正装置Gc(s)?kc时，分析系统稳定性；

10s?1时，分析系统稳定性，若系统稳定计算?c和?；

0.01s?1（3）确定校正后的系统型别及开环增益。 7、（15分）设离散控制系统结构如图所示。

（2）当选择校正装置Gc(s)? (1) 求C(Z)/R(Z)和E(Z)/R(Z)；

(2)为保证系统稳定k和T之间应满足什么关系。

r(t)e(t)KT1?e?Tss1(s?2)c(t)8、（15分）应用描述函数法分析非线性系统。首先应该归化系统模型。试将下列非线性系统化为符合要求的形式。（N(A)为非线性环节）

G(s)N(A)

(a) H(s) G(s) N(A)(b)H(s) 1 KJs2

(c)

sN(A)