《自动控制原理》试卷及答案（A26套）(5)

参考答案A（7）

1、根轨迹略。 2、（a）不稳定，右半平面有两个根。（b）系统稳定。（c）不稳定，右半平面有两个根。 3、根轨迹略。0?k?3。 4、c(t)?2e?t?te?t(t?0);c(t)?1?e?t?te?t(t?0)。

1?k215、（1）无补偿时ess?2；有补偿时ess?。 2kk6、（1）系统不稳定。（2）系统稳定，?c?10,??83.72?。（3）2型系统，k=1。 7、

0.5k(1?e?2T)G(z)?;?2Tz?ec(z)0.5k(1?e?2T)?;R(z)z?e?2T?0.5k(1?e?2T)e?2T?0.5k(1?e?2T)?1E(z)z?e?2T ?R(z)z?e?2T?0.5k(1?e?2T)8、方框图略。各系统的线性部分为（a）G(s)H(s)；（b）

G(s)H(s)ks；（c）2。

1?G(s)Js?k

自动控制原理试卷A（8）

1、（10分）系统方框图如下图所示，若系统单位阶跃响应的超调量?%?16.3%，在单位斜坡输入时ess=0.25,试求：

（1）ξ，ωn，K，T的值；

（2）单位阶跃响应的调节时间ts，峰值时间tp。

R(s)E(s)?Ts?1K1s(s?1)C(s)2、（15分）某系统方框图如下图所示，试求系统的传递函数

R(s)E(s)C(s)E(s)。 ,R(s)R(s)G3(s)G1(s)?G2(s)C(s)?3、具有扰动输入的控制系统如下图所示，求：当r(t)?n1(t)?n2(t)?1(t)时系统的稳态误差。（10分）

N1(s)N2(s)2s(s?1)R(s)?10.1s?1C(s) 4、（15分）已知最小相位系统的开环对数幅频渐近线如下图所示： （1）试写出系统的开环传递函数，并计算各参数； （2）概略画出开环对数相频特性的大致曲线。

L(?)(dB)41.2540?40?2005004100??40

5、（20分）系统结构如图所示： (1) 用根轨迹的角平分线法将主导极点设计在

SA??2?j23处，试确定校正装置

s?zc中的kc、zc和pc参数； R(s)Gc(s)?kcs?pc（2）确定校正后的系统型别及开环增益； （3）计算校正后的超调量和调节时间； （4）计算校正后的?c和?。

6、（15分）分析下图所示的二阶采样系统，试求在带与不带零阶保持器的两种情况下，当

Gc(s)1s2C(s)T?1,k0?1时，闭环系统的脉冲传递函数。

R(s)1?e?Tssk0s(s?1)C(s)T 注：z[]?1s1Tz1zz，z[2]?，。 z[]?s?az?1s(z?1)2z?e?aT7、（15分）已知系统结构图，设方程及绘制相轨迹。

m1?(0)?0，求系统相轨迹?，假定初始条件为e(0)?6,eJ2e(t)s?1xeM-Myr(t)?01Js2c(t)

参考答案A（8）

1、（1）??0.5,?n?2,k?4,T?0.25； （2）ts?3s2、

(4s),tp?1.81s。

1?G2?G2G3c(s)G2G3?G1G2G3?G1G2E(s)?;?。 R(s)1?2G1G2?G1?G2R(s)1?2G1G2?G1?G23、ess??1。

1100(s?1)116,??0.433,k?100,T?4、图略。G(s)?。

12116(s?0.35s?1)(s?1)165005、（1）?pc??8,?zc??2,kc?32； （2）校正后的系统型别为2，开环增益为8； （3）ts?2s,?%?16.3%；

（4）?c?4,??36.86?。 6、不带零阶保持器G(z)?0.63z0.37z?0.26；带保持器。 G(z)?22z?0.73z?0.37z?z?0.36??e?0，相轨迹起于右侧（6，0）处为张口向左的抛物线，抛物线方7、图略。开关线为e??e?4。在开关线处交替，…… ???e?6；左侧的抛物线方程为e程为e

22

自动控制原理试卷A（9）

1、（10分）已知系统的单位阶跃响应为C(t)?5(1?e?0.5t)(t?0)，试求系统的传递函数

G(s)及调节时间ts(??0.02)。

2、（10分）某闭环系统的特征方程为D(s)?s4?6s3?(k?2)s2?3ks?2k?0，试求系统产生等幅振荡的k值。

3、（12分）某系统方框图如下，试求：（1）

R(s)?E(s)?G1?G2C(s)E(s)C(s)E(s)；（2）。 ,,R(s)R(s)N(s)N(s)N(s)?G3C(s) 4、（9分）已知系统的开环零、极点分布如下图所示，试大致描绘出一般根轨迹的形状。

ImImIm0Re0Re0Re

5、（15）已知单位反馈系统的开环传递函数为Gk?s??Ks?2s?1?2，K?0。

（1）绘制开环频率特性的极坐标图（?从?????）； （2）根据奈奎斯特稳定判据判断系统的稳定性；

（3）当系统不稳定时，计算闭环系统在右半平面的极点数。 6、（15分）已知单位负反馈系统的开环传递函数G(s)?校正网络中选择一种使系统的稳定程度最好。

400，试从以下三种串联2s(0.01s?1)(0.5s?1)2s?10.1s?1，Gc2(s)?，Gc3(s)?。 Gc1(s)?(10s?1)(0.04s?1)10s?10.002s?17、（15分）设一采样系统如图所示，采样周期Ts=1。

（1）求闭环z传递函数。

（2）试求其在阶跃输入下的输出c(kTs)