自动控制原理试题(含答案).doc

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1、题号一二三四五六七总 分分数1612241612911成绩一、（共16分，每空2分）填空题。1、根据有无反馈，控制系统可分为两类：（ ）。2、传递函数的定义是（ ）。3、的拉氏反变换为（ ）。4、非最小相位系统是指（ ）。5、某闭环传递函数为的控制系统的截止频率为（ ）。6、线性采样系统稳定的充要条件是其特征根均位于z平面（ ）。7、已知某控制系统开环传递函数为，则该系统的剪切频率为（ ），相角储备为（ ）度。二、（共12分）系统的方块图如下，试求：1、通过方块图化简求闭环传递函数（用梅逊公式也可）。（8分）2、误差传递函数。（4分）三、（共24分）某单位负反馈控制系统如图，阻尼比，试求：1、

2、 系统类型、阶次。（2分）2、 K、无阻尼振荡角频率、有阻尼振荡角频率的值。（6分）3、 系统的开环传递函数。（2分）4、 静态误差系数Kp，Kv和Ka。（3分）5、 系统对单位阶跃、单位斜坡、单位加速度输入的稳态误差，。（3分）6、 峰值时间，最大超调量。（4分）7、 输入信号为时，系统的稳态输出、输出最大值。（4分）四、（共16分）传递函数题。1、（从图(a)，(b)中选作一题）求系统输入为，输出为时的传递函数。（6分） 注：图(a)中，,是位移量；图(b)中，,是电压量。(a) (b)2、已知最小相位系统对数幅频渐近线如图，试求对应的传递函数。（6分）3、已知采样控制系统如图所示，写出系

3、统的闭环脉冲传递函数。（4分）五、（共12分）1、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为，试确定使系统产生持续振荡的值，并求振荡频率。（6分）2、下图中，图（a）为某一系统的开环幅相频率特性曲线，图（b）为另一系统的开环对数幅相频率特性曲线，PR为开环右极点数，试判断两个系统的闭环稳定性。（6分）（a） （b）燕山大学试卷 密 封 线 共 8 页 第 7 页六、（共9分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为，试求：1、绘制开环对数幅频特性曲线的渐近线。（4分）2、输入为时，闭环系统的稳态输出。（5分）七、（共11分）图（a）、（b）中，实线分别为两个最小相位系统的开环对数幅频特性曲线，采用校正后，

4、曲线由实线变为虚线，试问：1、串联校正有哪几种形式？（3分）2、图（a）、（b）应分别采取什么校正方法？（4分）3、图（a）、（b）所采取的校正方法分别改善了系统的什么性能？（4分）注：-1表示-20dB/dec，-2表示-40dB/dec（a） （b）一、（共16分，每空2分）1、开环控制系统、闭环控制系统2、当初始条件为零时，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比3、4、若控制系统的传递函数中有零点或极点在复平面s的右半部，则称为非最小相位传递函数，相应的系统称为非最小相位系统5、0.56、以圆心为原点的单位圆内7、， 120 二、（共12分）1、（8分）将A点后移所以，2、（4分）三、（

5、共24分）1、1型、2阶 （2分）2、K=1 （2分）=1 （2分） （2分）3、 （2分）4、 （1分）1 （1分） （1分）5、 （1分）1 （1分） （1分）6、3.63 （2分） （2分）7、； （2分） （2分）四、（共16分）1、（从图(a)，(b)中选作一题）。（6分）(a)解：列写动力学微分方程：经拉式变换得：化简并整理，得：(b)解：采用运算电阻的方法：2、（6分）系统由一个比例环节和一个惯性环节组成。即由20lgK20得K10；转角频率0.5，得T2。所以，3、（4分）五、（共12分）1、（6分）方法一：系统的闭环传递函数为：特征方程为：列劳斯表s314s22Ks1s0K要

6、使系统稳定，则。得：所以，使系统产生持续振荡的值为：将代入特征方程，即解得其虚根为，。所以，振荡频率方法二：系统临界稳定，所以过点，则，即所以，2、（6分）（a）NN020，ZRPR2N6，所以闭环不稳定。 （3分）（b）NN211，ZRPR2N0，所以闭环稳定。 （3分）六、（共9分）1、（4分）所以，；2、（5分）闭环传函为，频率特性为，即：，即：；系统稳态输出为：七、（共11分）1、相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后-超前校正。 （3分）2、（a）串联相位滞后校正。 （2分）（b）串联相位超前校正。 （2分）3、相位滞后校正提高了低频段的增益，可减少系统的稳态误差。 （2分）相位超前校正改善了系统的稳定性，使剪切频率变大，提高系统的快速性。（2分）