自动控制考试题一(及答案).docx

自动控制原理(-一.15分根据图一所示系统答复或填空:放大器负毂(1)图所示系统的输入量是.被控量是.系统中所使用的直流伺服电动机的作用是，测速发电机的作用是一对电位计的作用是,(2)假设电位计的转换系数为k1.,放大倍数为k2,减速潺的传动比i>1.,电动机的传递函数为一测速发电机的传递函数为K；s，试画出系统方框图，并求出闭环传递函数。3亿$+D(3)对控制系统的根本要求是什么？二.(1()分某系统结构如图二所示，求系统的开环传递函数和闭环传递函数。当C值为200时，求R的值。图二三.(15分)单位反应系统的开环传递函数为G(三)=-W:系统辘入量为r(t).输出量为C，试求：(I)当r(t)=1.(t)时,输出QD的稳态值和最大值：(2)为了诚少超调殳，使用尼比等于0.6,对系统实施速度反应控制，试画出速度反应系统方框图，并确定速度反应系数“四.(10分)系统的开环传递函数G(三)”(三)=4j77为保证系统稳定，并I1.在5(5+2X5+10)Nr)=I")+2作用下的稳态误差e”<0.2,试确定K的取值范围。五C5分)某系统的开环传递函数为WH=示E(1)画出以K为参数的闭环系统根轨迹图：(2)求出使系统不出现衰减振甥的K值范围。六.(20分)填空：1 .右图所示RC电路的传递函数为，频率特性为当“,=5sinIt时，稳态输出乩为，2 .右图所示为某最小相角系统的开环对数幅频特性，该系统的开环传递函数为，静态误差系数Kp=.Kv=.Ka=.稳定性为。3 .一个设计良好的系统,中频区斜率为.相向裕度应大于.4 .开环频率特性的幅相曲线如图五所示，其中V为积分环节数，P为开环右极点数，判别闭环系统稳定性.图五5 .当增加系统的开环放大倍数时，对系统性能的影响是：变好，变差.系统的校正就是为克服这两者的矛盾.串联超前校正的原理是,串联迟后校正的原理是：七.(15分)某最小相角系统的对数幅频特性如图六中43)所示：求系统的开环传递函数并计算相角裕量八判别闭环系统稳定性：(2)为了改善系统性能，采用G,(三)=粤比的校正装置进行出联校正，试画出校正后系统1(XIv+1的Bode图,求出相角裕量(3)在Bodc图上标出相角裕量出及幅值裕量及幽.图六答案：（15分）5分（I）输入量上被控量为£.山总机执行元性,测速发电机理Ig反应.-对电位计测力比拟元件7分（2）（图3分，化简4分）a)-kk&1.iS(75+1.)+,5+1./、,A1.I，1.3分（3）检定性、快速性、准确性二.（10分）解：5分C200/182001001七一一一"一二一'.11R.200+4.7206103185当c=200时，/?=*C=206I(X)三.(15分)¢(三)=,S2+45+25Hs)=:22122C(8)=Iin1.$*C(三)=Iim5*,*-=0.88oS2+4S+25S25=5"=-=0.4,%=*100%=25.4%2*4.C111111=C()*(1.+%)=0.88*(1+0.254)=1.17分(S÷1.×S+3)bS>O(三)=22(S+IXS+3)+22(1+22S2+(4+22Z>)S+25VTir4+226.,.e=E=0.6*2*5-422=().091四.(10分)要使系统稳定：5(5+2)(5+10)+K=OS分即：S,+12S2+2OS+r=OSi120S212KS1.2。12SUK0<K<24012要使r()=1+2时的e0.2;即十9s0.2型系统3=8/=方K2001分综合得：200WK<240五.（15分）IO分G(三)H(三)=K5(5+2X5+7)渐近线11+一3K-2-7、a,=-33实轴上(YOI-7),-3,0别/点,%d+2d+7=0-5.08（舍去）-0.92（是分离点）Irf2+I8<+14=0j-8+182-12*I4U='-1.=6(4)与虚轴交点;S3+9S2+I4S+=OS-S-I14S09K,K9K/C=9*14=1.211.9S2+126=0=>S12=+JI4=+/3.745分别离点处K例为:-0.92(-0.92+2)(-0.92+7)=-1K=6.04不出现衰减振荡的K值范阚为0<K6.04六.(20分)1.传函为/-C分)频率特性C?5/"U分)0.5S+I0.5j+1%。）=当sin（2+45°）（2分）I.开环传由为：稣?=芈2，U分)呜川Sip,v.aG（一个1分）稳定性为燧定.(2分)2, 中频区-2(MBfde，-一-豉应大于30".(一空1分)3, a)(图略)稳定(1分)b)(图略)不稳定。(1分)4, 佬态精度(准确性)变好，稳定性变差。2分利用超前网络的相角超前原理.2分利用迟后网络的变频衰减特性.2分七.(15分)5分G(三)H(三)=,f=3.16STS(S+1X1).=1.80+(<y.)=-14.7*'系统不稳定.5分(2).加G(三)=J°.+1后5分图略.t=IS1.。=18(f+旗他.)=28.550自动控制原理二选择题(10分)：1 .假设某系统的BOdC图，其低频处的幅频特性是一条斜率为-20dM1.cc的直线，且当3=I时幅值为20dB,相频0(O)-9O,那么该系统(<1)是0型系统：(2)是I型系统：(3)开环放大倍数为10：(4)开环放大倍数为"6：(5)有一个积分环节.2 .在以下系统中，属于线性系统的有()0(r)=t();(2)x0()+4x0(r)+2x0()=x,(t)；(3)2f.r1.,()+3xn()+4,r0()=5x,(0；()+0().t0(f)+x'(/)=x1（三）；3.假设系统(或元件)的某输入输出的拉氏变换分别为MS),/(三),对应的传递函数记为G(三),那么()(1)在零出始条件下,G(三)=Ig:X1.(三)(2)G($)=变?，不管出始条件是否为零均成立：(3)假设g(t)为单位脉冲响应,那么G(三)=Ug：(4)G(0反映/系统本身的固有特性：(5)因为G(三)表示某种比值，所以肯定没有量纲。4 .二阶系统的传递函数为方6那么系统()(1)为过阻尼系统：(2)为临界阻尼系统：(3)增益为6：(4)增益为1.5：(5)其阶跋响应为衰减振荡曲线。5 .在R,(三)>O的条件卜，coscote'1dt=()()½:(2)(3)(4)S1+'5'+'s+s+二.判断题(I。分)：1 .隼位负反应系统的开环传递函数为警斗,如果k充分大系统就不稳定：()；2 .裔阶系统的动态性能总可以近似用二阶系统的计兑公式来计算系统的阶跟响应性能指标1J：3 .线性定常系统的稳定性只与闭环系统特征根有关I)；4 .系统的稳态误差有系统的开环放大倍数kv及系统类型数来决定()；5 .开环桎定的系统将其闭环后的系统一定稳定()。6,为了使系统的过度过程比拟平稳，要求系统具有大于30的相角裕量()：7 .如果开环传递函数分母多项式分子多项式的阶次分别为儿I，那么对数幅频特性高频段的斜率为(-m)(-20)h/dec,();对数相领特性。8时相角一定(t-nX-9()4()：8 .BOde图的横坐标是对数分度的()；9 .根据对数幅嫉特性就能画出相领频特()。三.计算题（5分）：系统做分方程如下：试画出结构图，并求传递函数沪。Ri=r-cTix2=kxi-x2X3=x2-kffcTic+c=k2xy四 .计IWi（15分）：某系统的结构图如卜.图，图中放大器参数勺=4,电动机参数幻=1.兀=01秒.Ttt=0.01秒，<I）求系统的单位阶跋响应及其b%,，,和e“；（2）如要求桎态误差小于或等于5%（e“<5%）,应该变哪参数,并计算该参数的值。试分析该参数变化对系统性能的影响.五 .计算摩（15分）：设堆位反应系统的闭环传递函数为由S）=*2*,试证明系统在单s"+s*'+Us-1.5+aa位斜坡函数作用下，稔态误差为零。（设闭环系统是稔定的）六 .计算作图息（10分）：闭环系统的特征方程为s"s+）+k（s+1.）=0,画出。=5时的根轨迹，当k=12时,一个闭环极点为一2,问该系统是否能等效为一个二阶系统。七 .计算作图（10分）：试求图示电路的频率特性，并画出B<x1.e图和极坐标图。八 .简答题八分）：系统的开环传递函数G（三）H（三）的奈奎斯特曲线如卜图，它们的开环传递函数分别为:GGW=忐而W厚,试根据奈奎斯特稳定性判据，判定闭环系统的稳定性。九 .计算作图题(15分)：单位反应控制系统，原行的开环传递函数G“(三)的对数幅频特性曲线如图（八）所示，两种串联校正装置G,(三)的对数幅频特性曲线如图(b)(c)所示。要求：(1)写出每种校正方案的开环传递函数G(三)：(2)试比拟这两种校正方案对系统性能的影响计算人及叫J)a>(1.i)(3)试画出两种校正方案G($)的对数幅频特性曲线。20a(1.s)答案二一.选择履（10分）：（每题2分,错选，漏选均不得分）1.，(5)2.，.3(I),(3),4).4.(2),(4)5.(2)二.判断题(10分)：（每题1分）I.E2.F.3.T.4.F.5.F6.T.7.T.E8.T.9.E三.计算题（5分）：C(-v)_R(三)(T,S+KT.S+K.K1.1.)+K1.Ki四 .计IwS（15分）：_KPKd_4_4000=Ta,Tds2+TS+=0.00k2+0.IS+1.-/+100S+1000q>=-=-TS?+100S+5000S1+2ns+;=5000,2弛II=I(X),K=4/5,<w1,=70.7,=0.707(1) Co)=AI-/e"sin(以r+0)=0.81.-JEe-SWsin(50r+45'),%=×1()0%=4.3%,/=O.O65，皿ea=1/5=0.2(2)要减小e“，需改变放大播放大倍数-<().05.KK.19+ki,>nyi取=20,那么K.=20,G(三)=-