《自動(dòng)控制原理》試卷及答案(A26套)

1、自動(dòng)控制原理試卷 A(1)1 . (9 分)設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)開環(huán)零極點(diǎn)分布如圖所示，試?yán)L制其一般根軌跡圖。(其中-P 為開環(huán)極點(diǎn)，-Z，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)及單位脈沖響應(yīng)。3.(12 分)當(dāng)，從 0 到；變化時(shí)的系統(tǒng)開環(huán)頻率特性 G j . H jr：i 如題 4 圖所示。K表示開環(huán)增益。P表示開(S-題2圖KS+1 *6.(15 分)某最小相位系統(tǒng)用串聯(lián)校正，校正前后對(duì)數(shù)幅頻特性漸近線分別如圖中曲線正前后和校正裝置的傳遞函數(shù)G1(s),G2(s),Gc(s)，并指出 Gc (S)是什么類型的校正。7.(15 分)離散系統(tǒng)如下圖所示，試求當(dāng)采樣周期分別為T=0.1 秒和 T=0.5 秒輸入r(t

2、)=(3 - 2t) 1(t)時(shí)的穩(wěn)態(tài)環(huán)系統(tǒng)極點(diǎn)在右半平面上的數(shù)目。v表示系統(tǒng)含有的積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)。試確定閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的ImImImK值的范圍。C0T 04. (12 分)已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)詢圖如下試?yán)L制42KK5. (15 分)知系統(tǒng)調(diào)衰減時(shí) K 的取值范圍。_(EC(s)EK:.R(s),R(s)4G2v _0, 0(b)G4題4圖系00 Re統(tǒng)階躍響應(yīng)分別為衰減振蕩、單、(2)所示，試求校8.（12 分）非線性系統(tǒng)線性部分的開環(huán)頻率特性曲線與非線性元件負(fù)倒數(shù)描述曲線如下圖所示，試判斷系統(tǒng)穩(wěn)1定性，并指出_N和G（j”交點(diǎn)是否為自振點(diǎn)。1、根軌跡略,3、根軌跡略。衰減振

3、蕩時(shí)待定參數(shù)的取值范圍為1：k：V . 2；單調(diào)衰減時(shí)待定參數(shù)的取值范圍為k _ 1. 2。亠 16、校正前G1(s)：s(0.1s+1)(0.01s+1)0(10s 1)校正后G1(s)：s(100s+1)(0.1s+1)(0.01s+1)滯后校正網(wǎng)絡(luò)G1(s) =10(10s1)。(100s+1)10T7、 脈沖傳遞函數(shù)G(z)，T=0.1 時(shí)，p =1,kp =：,kv=1,ess=0.2。T=0.5 時(shí)系統(tǒng)不穩(wěn)定。z -18、 (a)系統(tǒng)不穩(wěn)定，在 A、B 交點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生自振蕩。A 為穩(wěn)定的自振蕩，B 為不穩(wěn)定的自振蕩；(b)系統(tǒng)不穩(wěn)參考答案A(1)傳遞函數(shù)G(s)二36(s 4)(s

4、9)單位脈沖響應(yīng)c(t)二7.2e如_7.2e(t _ 0)。定，交點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的自振蕩；(c)系統(tǒng)不穩(wěn)定，在 A、B 交點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生自振蕩。A 為不穩(wěn)定的自振蕩，B為穩(wěn)定的自振蕩；(d)系統(tǒng)不穩(wěn)定，在 A、B 交點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生自振蕩。A 為不穩(wěn)定的自振蕩，B 為穩(wěn)定的自振蕩。自動(dòng)控制原理試卷 A （2）應(yīng)。K2 （10 分）設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）-3（K .0），若選定奈氏路徑如圖（a） （b）所示，試分S3別畫出系統(tǒng)與圖（a）和圖（b）所對(duì)應(yīng)的奈氏曲線，并根據(jù)所對(duì)應(yīng)的奈氏曲線分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3 （10 分）系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）n-2，若要使系統(tǒng)在欠阻尼情況下的單位階躍

5、響應(yīng)的超調(diào)s +2-灼n+叭量小于 16.3%,調(diào)節(jié)時(shí)間小于 6s,峰值時(shí)間小于 6.28s，試在 S 平面上繪出滿足要求的閉環(huán)極點(diǎn)可能位于的區(qū)域。（8 分）4.（10 分）試回答下列問題：（1）串聯(lián)超前校正為什么可以改善系統(tǒng)的暫態(tài)性能？（2）從抑制擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響這一角度考慮，最好采用哪種校正方式?變化的根軌跡。若用角平分線法進(jìn)行校正（超前），使校正后有復(fù)極點(diǎn)-丄_ 3j,求校正裝置2 2S +ZcGc（s）c（Zc Pc）及相應(yīng)的 K 值。S Pc6.（15 分）已知最小相位系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如下圖所示（分段直線近似表示）（1 ）試寫出系統(tǒng)的傳遞函數(shù) G（s）;（2）畫出對(duì)應(yīng)的對(duì)數(shù)相頻

6、特性的大致形狀；（3） 在圖上標(biāo)出相位裕量Y。I1. （10 分）已知某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)二4S(S 5)求該系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)和單位階躍響5 （15 分）對(duì)單位負(fù)反饋系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)校正，校正前開環(huán)傳遞函數(shù)G二-S(S22S 1)，試?yán)L制-n7 （15 分）題 7 圖（a）所示為一個(gè)具有間隙非線性的系統(tǒng)，非線性環(huán)節(jié)的負(fù)倒幅相特性與線性環(huán)節(jié)的頻率特性K2的取值范圍。如題 6 圖（b）所示。這兩條曲線相交于 Bi和 B2兩點(diǎn)，判斷兩個(gè)交點(diǎn)處是否存在穩(wěn)定的自持振蕩。8、0： ； ：k110,0 : k221.63。參考答案 A （2）441、系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)c（t）二_e _e占

7、（t _0）33-單位階躍響應(yīng)為c(t) =1 -4eAet(t _0)33-2、(a) N=P-2 (a-b ) =0-2 (0-1 ) =2; (b) N= (Q+P -2 (a-b ) = (3+0) -2 (0.5-0 ) =2 系統(tǒng)不穩(wěn)定，有兩個(gè)根在右半平面。3、：0.5;-；：-0.5;- .d. 0.5，圖略。4、從根軌跡校正法看，串聯(lián)校正可以使根軌跡向左邊靠近實(shí)軸的方向移動(dòng)，所以可以提高穩(wěn)定性、加快調(diào)節(jié)速 度和減小超調(diào)。從頻率特性校正法看，可以提高相角裕量和穿越頻率。5、軌跡略。G-0:5,K2。s +11）傳遞函數(shù)G（Ss（4；V；X0.5；1）；（2）、（3）略。7、B1

8、產(chǎn)生不穩(wěn)定的自振蕩；B2 產(chǎn)生穩(wěn)定的自振蕩。2(2s 1)并確定系統(tǒng)階躍響應(yīng)為衰減振蕩時(shí)K 的取值范圍。自動(dòng)控制原理試卷 A (3)1、 .( 10 分)已知某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=-，試求系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)和單位階躍響s(s + 5)應(yīng)。2、 ( 10 分)已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的閉環(huán)零點(diǎn)為-1，閉環(huán)根軌跡起點(diǎn)為 0,-2，-3，試確定系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)開環(huán)增益的 取值范圍。3、( 10 分)已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下，試求：(1 )閉環(huán)的幅相特性曲線；(2) 開環(huán)的對(duì)數(shù)幅頻和相頻特性曲線；(3) 單位階躍響應(yīng)的超調(diào)量b%調(diào)節(jié)時(shí)間 ts ;(4) 相位裕量丫，幅值裕量 h。型的校正。，試?yán)L制

9、 K 由 0 +R變化的根軌跡,(S -1廣4、(10 分)題 4 圖所示離散系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)工10Go斫的Z變換為:GX一T =1GofjsCs試求閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程，并判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。注：e=2.72。5.(15 分)最小相位系統(tǒng)用串聯(lián)校正，校正前后對(duì)數(shù)幅頻特性漸近線分別如圖中曲線 (1)、(2)所示，試求校正前后和校正裝置的傳遞函數(shù)I -G-i(s), G2(s), Gc(s)，并指出 Gc ( S)是什么類6. (15 分)并確定系統(tǒng)階躍響應(yīng)為衰減振蕩時(shí)K 的取值范圍。8.（ 15 分）線性二階系統(tǒng)的微分方程為（1） e飛=0, （2） e。試用直接積分法法繪制相軌跡，并確定 奇點(diǎn)位

10、置和類型。7. （15 分）已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示，試求傳遞函數(shù)C(s) E(s)R(s) R(s)參考答案 A （3）8、（ 1）以原點(diǎn)為中心點(diǎn)的圓；（2）以（1，0）為中心點(diǎn)的圓。相軌跡圖略。1、單位脈沖響應(yīng)為c（t）二e2t-e(t _0)單位階躍響應(yīng)為c(t- - -et -eJt(t_0)6232、 開環(huán)傳遞函k* (s 1)s(s 2)(s 3)系統(tǒng)穩(wěn)k *參數(shù)取值范圍是k 0。63、圖形略。（1）（ 2 ）圖形略；（3）ts=6;二=16.3%；（ 4）=45, kg4、系統(tǒng)不穩(wěn)定。5、 校正前G140s(10s 1)校正后G2（S）2.5(4s + 1)s(10s 1)(0.

11、25s 1)超前校正裝置的傳遞函數(shù)為Gc（s）=0.625（4s 1）。（0.25s+1）7、*)打R(s) s21E(s)R(s)C(s)R(s)自動(dòng)控制原理試卷 A （4）1 . （9 分）設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)開環(huán)零極點(diǎn)分布如圖所示，試?yán)L制其一般根軌跡圖。 （其中-P 為開環(huán)極點(diǎn)，-Z 為開環(huán)零點(diǎn)）2. （10 分）已知某系統(tǒng)初始條件為零，其單位階躍響應(yīng)為h（t） =1 1.8e 0.8et（t _0），試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)及單位脈沖響應(yīng)。3.（10 分）系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=pn-2，若要使系統(tǒng)在欠阻尼情況下的單位階躍響應(yīng)的超調(diào)量s +2爼nS+n小于 16.3%，調(diào)節(jié)時(shí)間小于 6s，峰

12、值時(shí)間小于 6.28s，試在 S 平面上繪出滿足要求的閉環(huán)極點(diǎn)可能位于的區(qū)域。K4. （8 分）已知一單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）（K .1），畫出其奈氏曲線并用奈氏判據(jù)判定閉s _1環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。5.（12 分）已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下，試?yán)L制K 由+R變化的根軌跡，并確定系統(tǒng)階躍響應(yīng)分別為衰減振蕩、單調(diào)衰減時(shí) K 的取值范圍。正前后和校正裝置的傳遞函數(shù)G!（s）,G2（s）,Gc（s），并指出 Gc （S）是什么類型的校正。7.（15 分）題 6 圖示采樣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。已知采樣周期T=1 秒。(1)(2)RT求使系統(tǒng)穩(wěn)定(3)題6圖值/fc-值；R 單位階躍響應(yīng)當(dāng)k=i 時(shí)，求系統(tǒng)

13、求單位階躍擾動(dòng)下的穩(wěn)態(tài)誤差。2 n6.（12 分）某最小相位系統(tǒng)用串聯(lián)校正，校正前后對(duì)數(shù)幅頻特性漸近線分別如圖中曲線、所示，試求校;單位脈沖響應(yīng)c(t) =7.2e -7.2et(2 0)。(s 4)( s 9)3、：0.5;-；：-0.5;d0.5，圖略。4、圖形略；閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。5、根軌跡略。衰減振蕩時(shí)待定參數(shù)的取值范圍為1：k : 12；單調(diào)衰減時(shí)待定參數(shù)的取值范圍為k色1 + J2。6、校正前G1(s)=1s(0.1s 1)(0.01s 1)校正后G(s)血丄丄s(100s+1)(0.1s+1)(0.01s+1)滯后校正網(wǎng)絡(luò)G1(s)=x。7、(1)0 k : 2(2)y(nT)=1

14、n=1 (3)ess=0C(s)GGG3GG8、R(s) 1 +G1G2H1+ G1G2G3+ G2G3H2+ G1G49、(a)系統(tǒng)不穩(wěn)定，在AB 交點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生自振蕩。 A 為穩(wěn)定的自振蕩，B 為不穩(wěn)定的自振蕩；(b)系統(tǒng)不穩(wěn)定,8. (12 分)已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)9. (12 分)非線性系統(tǒng)線性部分的開環(huán)頻率特性曲 G定性，并絕N(x)YH1 *T+.C(s) 麗。與非線性元件負(fù)倒數(shù)描述曲線如下圖所示， 試判斷系統(tǒng)穩(wěn) I+Cs3-H2 *1-1/N(x)A廠、0IG(jw)-1/K(x)0(d)參考答案 A( 4)1、根軌跡略,2、傳遞函數(shù)G(s)二36交點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定

15、的自振蕩；（C）系統(tǒng)不穩(wěn)定，在 A、B 交點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生自振蕩。 A 為不穩(wěn)定的自振蕩，B 為穩(wěn)定的自振蕩；（d）系統(tǒng)不穩(wěn)定，在 A、B 交點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生自振蕩。 A 為不穩(wěn)定的自振蕩，B 為穩(wěn)定的自振蕩。自動(dòng)控制原理試卷 A （5）一、基本概念題：（35 分）1 某系統(tǒng)在單位階躍輸入及零初始條件下的輸出響應(yīng)為C（t） =1 _e,求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和單位斜坡響應(yīng)。（9 分）2 單位負(fù)反饋系統(tǒng)開環(huán)奈氏曲線分別如下圖所示，其中分別為右半平面和原點(diǎn)出的極點(diǎn)數(shù)，試確定系統(tǒng)右半平面的閉環(huán)極點(diǎn)數(shù)，并判斷閉環(huán)穩(wěn)定性。（6 分）3. 某系統(tǒng)閉環(huán)特征方程為D（s）二s6 2s58s412s320s216s 10，試判定

16、閉環(huán)穩(wěn)定性，并確定閉環(huán)系統(tǒng)在右半平面、左半平面和虛軸的極點(diǎn)個(gè)數(shù)。（10 分）4. 控制系統(tǒng)如下圖所示，已知r（t）=t , n（t）=1（t），求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，并說明要想減小穩(wěn)態(tài)誤差應(yīng)采取什么措施。（10 分）2 （ 12 分）求圖示離散系統(tǒng)輸出 C （z）的表達(dá)式。3 （14 分）某系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如下圖所示，其中曲線（ 的，試求解：（a）確定所用的是何種性質(zhì)的串聯(lián)校正，并寫出校正裝置的傳遞函數(shù)（b）確定校正后系統(tǒng)臨界穩(wěn)定時(shí)的開環(huán)增益值。K2CCS)5(T2S+1)二綜合分析計(jì)算題：（65 分）1 （13 分）試求下圖所示無源網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)，其中R=F2=1Q,L=1H, C=1

17、F,并占*1|I t1 B. XiII I求當(dāng)比（t） =5sin 2t時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出。1）和曲線（2）分別表示校正前和校正后Gc(s)o(c)當(dāng)開環(huán)增益 K=1 時(shí)，求校正后系統(tǒng)的相位裕量Y和幅值裕量ho4. (14 分)某系統(tǒng)方框圖如下，若要求 r(t)=1(t) 時(shí)，超調(diào)量3%16. 3%峰值時(shí)間 tpWn秒，試?yán)L制 K 由 0T+8變化的根軌跡。在根軌跡圖上標(biāo)出滿足性能要求的根軌跡，并求出相應(yīng)點(diǎn)的取值范圍。5.(12 分)已知非線性系統(tǒng)微分方程為7+|x|=0，試用直接積分法求該系統(tǒng)的相軌跡，并研究其極性。參考答案 A (5)、基本概念題二、綜合分析計(jì)算題g14、傳遞函數(shù)G仆產(chǎn)亍2系

18、統(tǒng)在特定輸入下的穩(wěn)態(tài)輸出為u2(t) =2.5sin(2t -53.1 )。G( z)R(z)1GC2(Z) G(Z)G3(Z)(2)c(z)-G1R(Z)1G(Z)G2(Z)G3(Z)3、(1)校正前G1(S)=k(10s 1)s(s 1)2(0.01s 1)校正后G1(s)二ks(0.1s 1)( 0.01s 1)滯后-超前校正網(wǎng)絡(luò)Gc(s)二(S 1)2o(0.1s 1)(10s 1)1、傳遞函數(shù)為s2s2z 心亠杯八-s23s 22、 (1)系統(tǒng)穩(wěn)定；(2)系統(tǒng)穩(wěn)定。3、 系統(tǒng)不穩(wěn)定，左半平面2 個(gè)根，1Ji，1I -essot2t;單位斜坡響應(yīng)為c(t)=t+e e o2、(1)c(

19、z)=虛軸上 4 個(gè)根，右半平面沒有根。kikik2(2)k=110； (3) .C=1,=83.72kg=3.3。4、 根軌跡略，相應(yīng)點(diǎn)的取值范圍為-d_1, - 0.5。5、開關(guān)線為 x=0,在開關(guān)線左側(cè)相軌跡是以原點(diǎn)為鞍點(diǎn)的雙曲線，在開關(guān)線右側(cè)相軌跡是以原點(diǎn)為中心點(diǎn) 的圓。相軌跡圖略。自動(dòng)控制原理試卷 A (6)二、(12 分)某系統(tǒng)方框圖如圖， 若要求 r( t) =1(t)時(shí)：超調(diào)量二卻 6.3%峰值時(shí)間tp _秒。試?yán)L制K由(0,：:)變化的根軌跡。在根軌跡圖上標(biāo)出滿足性能要求的根軌跡，并求相應(yīng)K的取值范圍。三、(12 分)典型二階系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為當(dāng)取r(t) =2sint時(shí)，

20、系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出為Css(t) =2sin(t -450)，試確定系統(tǒng)參數(shù).n四、(12 分)對(duì)下圖所示的系統(tǒng)，試求：當(dāng)r(t)=1(t) 和 n(t)=1(t)時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 ess； 五、(14 分)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下，要求： (1)繪出系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)奈奎斯特曲線的大致圖形。(2)在奈奎斯特圖上證明系統(tǒng)臨界穩(wěn)定時(shí)的.=0.01。常數(shù))。試求校正裝置傳遞函數(shù)Gc(s)和校正后開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)。七、(12 分)某采樣系統(tǒng)如圖。若要求當(dāng)r(t)=43t 時(shí)e；s豈1。求K的取值范圍。由 e(0) =e(0) 9 開始的相軌跡，并由相軌跡確定到達(dá)穩(wěn)定所需的時(shí)間。、(12 分)某系統(tǒng)方框圖如圖所示。試求

21、傳遞函數(shù)Y(s) E(s) 麗，麗六、(14 分)某最小相位系統(tǒng)采用i串聯(lián)滯后校正Gc(s)=Y(s)TS1，校正前開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性漸近線如圖。要求校aTs 1正后幅值穿越頻率w；=e( l,c,d,e,均為給大定正八、(12 分)某系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程為：當(dāng)_；：e e0。試在相平面上繪制7、3.75k5。8、 開關(guān)線左側(cè)相軌跡為(-1 , 0)為圓心的圓，右側(cè)為平行橫軸的直線。6.71 秒。參考答案 A (6)2.Y(s) -0.5 E(s) s 4s 31、2j-2R(s) s 4s 3.5 R(s) s 4s 3.52、2乞K - i LI ,:(2 )確定校正后的系統(tǒng)型別及開環(huán)增益；(3)

22、計(jì)算校正后的超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間；(4) 計(jì)算校正后的.c和。6、(15 分)分析下圖所示的二階采樣系統(tǒng)，試求在帶與不帶零階保持器的兩種情況下，當(dāng)系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)。卩(s)5、(門- Pc一-8,-Zc- -2,kc =32;(2) 校正后的系統(tǒng)型別為 2,開環(huán)增益為 8;(3)ts=2 s, % =16.3%；/ .| |. -v - |j /(4)c=4,=36.86。6、不帶零階保持器G(z)二20.63Z;帶保持器G(z) =0237Z0.26。z 0.73z+0.37z z + 0.36畀1V7、 圖略。開關(guān)線為e+e = 0，相軌跡起于右側(cè)(6，0)處為張口向左的拋物線，拋物線方程為

23、e2=-e + 6；左側(cè)的拋物線方程為e2二e-4。在開關(guān)線處交替，參考答案 A (8)1 (1)=0.5,；.-：n=2,k = 4, T =0.25；(2)ts=3s (4s),tp=1.81 s。c(s) G2G3+GGG3+GQ2；E(s) R( s) 12G2?G!G2R(s)1 + G2-G2G31 2G1G2G1G23、ess4、圖略。G(s)二100(丄s 1)16(丄s20.35s 1)(丄16500s 1)= 0.433,k =100,T16自動(dòng)控制原理試卷 A (9)1、( 10 分)已知系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為C(t) =5(1 _e.5t)(t_o)，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G

24、(s)及調(diào)節(jié)時(shí)間tsC : =0.02)o2、(10 分)某閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程為D(s) =s46s3(k2)s23ks20，試求系統(tǒng)產(chǎn)生等幅振蕩的k值。3、(12 分)某系統(tǒng)方框圖如下，試求：(1) 59,勺越；(2) C9,旦 9oR(s) R(s)N(s) N(s)4、(9 分)已知系統(tǒng)的開環(huán)零、極點(diǎn)分布如下圖所示，試大致描繪出一般根軌跡的形狀。5、(15)已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為Gks =s(2s +1f繪制開環(huán)頻率特性的極坐標(biāo)圖(；.-：從-：)：:); 根據(jù)奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性； 當(dāng)系統(tǒng)不穩(wěn)定時(shí)，計(jì)算閉環(huán)系統(tǒng)在右半平面的極點(diǎn)數(shù)。使系統(tǒng)的穩(wěn)定程度最好。8、(14分

25、)試?yán)L制x+x + x|=0方程所描述系統(tǒng)的根軌跡。(1)(2)(3)6、(15 分)已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)4002，試從以下三種串聯(lián)校正網(wǎng)絡(luò)中選擇一種s2(0.01s 1)0.1s 1s +1Gc1(s)，GC2(s)=10s 10.002s 17、(15 分)設(shè)一采樣系統(tǒng)如圖所示，采樣周期 I .,(1) 求閉環(huán) z 傳遞函數(shù)。，GC3(s)-Ts=1oc(kTs)2_(0.5s_1)2_(10s 1)(0.04s 1)O參考答案 A (9)1、G(s),ts=8so2s +12、k=43、根軌跡略。4、圖略。5、圖略。選擇超前校正時(shí)，網(wǎng)絡(luò)校正的動(dòng)態(tài)效果最好。6、圖略。開

26、關(guān)線為 x=0 ;左側(cè)相軌跡以原點(diǎn)為焦點(diǎn)的向心螺旋線；右側(cè)為以原點(diǎn)為鞍點(diǎn)的雙曲線。相軌跡在開 關(guān)線處光滑連接。八、(12 分)已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(s) E(s)R(s),R(s)自動(dòng)控制原理試卷 A(10)一、 (12 分)典型二階系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為當(dāng)取r(t) =2sint時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出為css(t) =2sin(t _45)，試確定系統(tǒng)參數(shù).n二、 (12 分)試求下圖所示無源校正網(wǎng)絡(luò)的的傳遞函數(shù)，畫出其伯德圖并說明其特性(是超前還是滯后)。三、 (12 分)某閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程為D(s)二s4- 6s3(k 2)s23ks 2k=0，試求系統(tǒng)產(chǎn)生等幅振蕩的k值

27、。寫出繪制步驟，并說明閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)K的取值范圍。(13 分)五、(13分)系統(tǒng)方框圖如圖所示，試求當(dāng)r(t)二(1 0.5t)1(t), n(t)二(1 0.1t)1(t)時(shí)系統(tǒng)總誤差-4時(shí)K的取值范圍。六、(12 分)某采樣系統(tǒng)如圖。若要求當(dāng)r(t) =4 3t 時(shí)e；s卻。求K的取值范圍。七、 (14 分)某最小相位系統(tǒng)用串聯(lián)校正，校正前后對(duì)數(shù)幅頻特性漸近線分別如圖中曲線(2)、(1)所示，試求校正前后和校正裝置的傳遞函數(shù)G1(s),G2(s),Gc(s)，并指出 Gc( S)是什么類型的校正。四、(13 分)某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)二1 -2s(Ks 1)(s 1)，

28、試?yán)L制系統(tǒng)K由0：變化的根軌跡,-2/s 參考答案A(10)1、=1.5, ;：n =3.4QU1(s)R1R2Cs R22、-，超刖U2(s)R13、k=4。4、 零度根軌跡，圖略。1K145、 15=K306、 3.75k =31.51 1、(嚴(yán)1),、5和5、校正前G1(s)二-1-1-； 校正后G2(S)二 一1- 1S(丄S +1)(丄S +1)s(】s +1)(丄S + 1)1.5100320061 16、ess =kk2k7、 ( 1) k=-1,或 k=2.18(2)c(k) =0.5 1(k)-0.5 (-0.26)kE(s)1X(s)_1 G(s)H(s)G(SH(S),I

29、S=G(S)H(S)2、閉環(huán)不穩(wěn)定。2 個(gè)右半平面根，2 個(gè)左半平面根,2 個(gè)虛根s 1)參考答案A(14)8、 =2, EA= 3.86自動(dòng)控制原理 A (14)、(20 分)判斷下列說法是否正確，在正確的前面畫“T”，在錯(cuò)誤的前面畫“ F”。每小題正確得 1 分，不判斷不得分，判斷錯(cuò)誤扣 1 分。1.對(duì)于欠阻尼的二階系統(tǒng)：()當(dāng)阻尼比保持不變時(shí)，無阻尼自振蕩頻率越大，系統(tǒng)的超調(diào)量%也越大;()當(dāng)阻尼比保持不變時(shí)，無阻尼自振蕩頻率越大，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間ts越??；()當(dāng)無阻尼自振頻率 n不變時(shí)，阻尼比越大，系統(tǒng)的諧振峰值 叫越大；()當(dāng)無阻尼自振頻率 *不變時(shí)，阻尼比越大，系統(tǒng)的諧振頻率.r 越

30、小。2.對(duì)于線性定常的負(fù)反饋控制系統(tǒng)：()它的傳遞函數(shù)與外輸入信號(hào)無關(guān)；()它的穩(wěn)定性與外輸入信號(hào)無關(guān)；()它的穩(wěn)態(tài)誤差與外輸入信號(hào)無關(guān)；()它的特征方程是唯一的。3 對(duì)于串聯(lián)校正：()若采用無源校正，只能構(gòu)成滯后校正；不能構(gòu)成超前校正。()若采用有源校正，既能構(gòu)成滯后校正；又能構(gòu)成超前校正。4 .根軌跡的模值方程可用于()繪制根軌跡；()確定根軌跡上某點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的開環(huán)增益；()確定實(shí)軸上的根軌跡；()確定根軌跡的起始角與終止角。；5.對(duì)于非線性控制系統(tǒng)：()它的傳遞函數(shù)與外輸入信號(hào)無關(guān)；()它的穩(wěn)定性與外輸入信號(hào)無關(guān)；()它的穩(wěn)態(tài)誤差與外輸入信號(hào)無關(guān)；6 .對(duì)于線性采樣控制系統(tǒng)：()它的穩(wěn)定性

31、與采樣頻率無關(guān)；()它的穩(wěn)態(tài)誤差與采樣頻率無關(guān)；()它的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)與采樣頻率無關(guān)；二、 (12 分)某系統(tǒng)方框圖如下，求傳遞函數(shù)C(s)，-C(s)。R(s) N(s)三、 (18 分)已知某系統(tǒng)的根軌跡草圖如下圖所示。(1)寫出開環(huán)傳遞函數(shù) G(s)；(2)確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的K的取值區(qū)間，確定使系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程產(chǎn)生衰減振蕩的K的取值區(qū)間；(3)利用主導(dǎo)極點(diǎn)的位置，確定是否通過K的取值使動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)同時(shí)滿足ts遼8秒，二乞30%。態(tài)性能指標(biāo)不能滿足設(shè)計(jì)要求，試考慮增加什么校正態(tài)性能？寫出校正環(huán)節(jié)形式(不需要具體數(shù)據(jù))，繪理由。(4)若該系統(tǒng)的統(tǒng)動(dòng)環(huán)節(jié)， 可以改善系統(tǒng)的動(dòng) 校正后根軌跡草圖，說明四、

32、(20 分)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1996年試題)以及校正后的對(duì)數(shù)幅頻特性漸近線如下圖所示。(清華求：（1 ）寫出串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)G校（s）;說明是什么型式的校正;（2）畫出G校s的幅頻特性漸近線，標(biāo)明各轉(zhuǎn)折點(diǎn)角頻率;（3）計(jì)算校正后的相角裕量。五、（15 分）離散系統(tǒng)方框圖如圖所示。T=1 為采樣周期。求系統(tǒng)臨界穩(wěn).當(dāng)k=1，求系(3)(4)定的增益k；坐位階躍響應(yīng)。-40R(s)T=1六、（15 分）非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示0.01 0.1-20-已知五圖151N (M2o吉礦M _ D其中k =3, D1 *(1)(2)-60參考答案A(14)、1、FTFT;2、TTFT; 3、，F(xiàn)T ; 4、

33、TTFF; 5、TFF; 6、FFFC(S)G1G2G3G2G3C(S)-G3(1 G2)、 -=- - =-R(s) 1 GrG2G3 G2N (S)1 GrG2G3- G2K、(1)GK(s); (2)穩(wěn)定：0：K : 240。衰減振蕩：9：k :：: 240; ( 3)根軌跡略。s(s+2)(s+10)四、（1）校正后的傳遞函數(shù)：G(s)K(s 1)s(10s+1)(0.1s+1)(0.05s+1)滯后超前網(wǎng)絡(luò)：Gjiao(s) =25(s 1)(5s“,j(10s+1)(0.1s+1)(2)圖略。(3)=39.2五、 (1)k=-1,或 k=2.18(2)c(k) =0.5 1(k)0

34、.5 (-0.26)k六、 圖略。 = 2, EA=5.1自動(dòng)控制原理 A (15)1、(25 分)判斷題，將正確答案連同相應(yīng)的題好寫在答題紙上：(1) 已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)二飛4(S 4)，則系統(tǒng)的開環(huán)根軌跡增益K*為：S2(S+2S+2)(3S+1)A: 4; B: 8; C: 4/3 ; D: 1(2) .根軌跡的模值方程可用于：A:繪制根軌跡；B:確定根軌跡上某點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的開環(huán)增益；C:確定實(shí)軸上的根軌跡；D:確定根軌跡的起始角與終止角。(3) .對(duì)于串聯(lián)校正：A:若采用無源校正，只能構(gòu)成滯后校正；不能構(gòu)成超前校正。B：若采用有源校正，既能構(gòu)成滯后校正；又能構(gòu)成超前校正。.已知

35、系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為KG (s)在右半平面有兩個(gè)極點(diǎn)，K =0.1,K = 1, K =10時(shí)的開環(huán)頻率響應(yīng)的Nyquist 如圖(A) ( B) (C)所示，試用 Nyquist 判據(jù)確定K為哪一個(gè)值時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定的。(A) ( B) (C)A：K =0.1；B：K=1；c：K =10。(5).對(duì)于線性采樣控制系統(tǒng)：A:它的穩(wěn)定性與采樣頻率有關(guān)；B:它的穩(wěn)態(tài)誤差與采樣頻率無關(guān)；C:它的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)與采樣頻率無關(guān)。2、 (12 分)求出下圖所示無源校正網(wǎng)絡(luò)的微分方程，并求傳遞函數(shù)U2(s)，畫出其伯德圖并說明其特性(是超前6(s)還是滯后)。3、 (12 分)統(tǒng)方框圖如圖所示，若要求當(dāng)r(

36、t)=(4t 1) 1(t), n(t)=(t 1) 1(t)時(shí)總的穩(wěn)態(tài)誤差esj1，求 K 的取值范圍。4、 ( 14 分)某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)少 ，要求：(s-2)(s+1)(1) 作出系統(tǒng)的一般根軌跡圖，并寫明主要步驟；(2) 試求系統(tǒng)阻尼比0.707： 0.5根軌跡略。5K9K=1.2810T脈沖傳遞函數(shù)G(z)=竺z 1,T=0.1 時(shí),p =1,kp- :,kv=1,ess=0.2。T=0.5 時(shí)系統(tǒng)不穩(wěn)定。自動(dòng)控制原理試卷 A（16）一、問答題（20 分）1、什么是最小相位系統(tǒng)和非最小相位系統(tǒng)？最小相位系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是什么？ （5 分）2、相平面分析法使用的局

37、限性是什么？ （5 分）3、二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)都有哪些類型？是由什么來決定的？ （5 分）4、在根軌跡校正法中，當(dāng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能不足時(shí)，通常選擇什么形式的串聯(lián)校正網(wǎng)絡(luò)？網(wǎng)絡(luò)參數(shù)取值與校正效果之間有什么關(guān)系？工程應(yīng)用時(shí)應(yīng)該注意什么問題？ （5 分）二、填空題（10 分）1、PID 控制器的傳遞函數(shù)為 -時(shí)間越大，微分作用越 - 。2、控制系統(tǒng)的平穩(wěn)性和快速性在時(shí)域中是由，其中積分時(shí)間越大，積分作用越，微分和-等評(píng)價(jià)。3、利用“三頻段”的概念，可以由開環(huán)頻率特性方便地分析系統(tǒng)特性。低頻段斜率和位置決定了系統(tǒng)的- ；中頻段斜率、開環(huán)截止斜率及中頻段長度表征了系統(tǒng)的 - ；高頻段特性則反等來評(píng)價(jià)的，在頻

38、域中則分別由映了系統(tǒng)的-4、為了減小穩(wěn)態(tài)誤差，可5、閉環(huán)零點(diǎn)是由前向通道的O前向通道積分環(huán)節(jié)個(gè)數(shù)或和反饋通道的-開環(huán)增益。構(gòu)成。三、計(jì)算題（70 分）1、（ 12 分）給定系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如題1 圖所示。試求傳遞函數(shù)Cs，Es。Rs Rs- 1 . 2 . （12 分）已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如題 2 圖所示，其中控制器的傳遞函數(shù) 躍函數(shù)時(shí)：G2R當(dāng)輸入信號(hào)和干擾信號(hào)（1） 求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差都是單位階ess。G4* G3K2Gcs =K1，被控對(duì)象的傳遞函數(shù) Gps =壬，Cs（2）若要使在單位階躍擾動(dòng)作用下引起的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差為零，應(yīng)怎樣改變控制器的結(jié)構(gòu)?性如題.+、，我軸上根軌跡的分離點(diǎn)為K滿足最大

39、超調(diào)量 6%蘭 5%的要求，說明理由。題1圖3. （15 分）已知某最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性（1）（2）（3）開環(huán)傳遞函數(shù)。 _ U- 試問系統(tǒng)有無閉環(huán)主導(dǎo)極 能否通過選擇(4) 能否通過選擇(5) 能否通過選擇3圖所示。求:-4.38 和-45.62 )。K滿足調(diào)節(jié)時(shí)間 ts0 5s 的要求， 說明理由。題2圖K滿足靜態(tài)速度誤差系數(shù) Kv_50 的要求，說明理由。dB4. （16 分）非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如題20 lg K出圖所示。選擇dB氣平面:-20（1 ）當(dāng)a=0 時(shí)，繪制系統(tǒng)的相 I平 破統(tǒng)的相平r=0em(2)當(dāng)a=1 時(shí)，1面圖；面圖；-4040 50105.（15散系統(tǒng)方框圖如

40、圖所示。采樣周期圖m，設(shè)k=10，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并求系Cs)、問答略、填空略。三、計(jì)算C(s)G1G2G3G1G3G5R(s) 1 G1G2G4G2G3G6 G1G3G5G2G4G62、(1)ess1; (2)Gc(s)增加積分環(huán)節(jié)k13、 (1)Gk(s)；(2)可以;(3)可以不可以s(0.1s +1)(0.025s +1)(0.02s +1)4、 (1)開關(guān)線為 c=0,左側(cè)為開口向右的拋物線，右側(cè)為開口向左的拋物線(2)開關(guān)線為C 0，左側(cè)為開口向右的拋物線，右側(cè)為開口向左的拋物線5、 穩(wěn)定范圍：0K2.4，k=10 不穩(wěn)定，k=2.4 臨界穩(wěn)定。參考答案A(16)1、自動(dòng)控制原理

41、試卷 A（17）1. （15 分）設(shè)系統(tǒng)開環(huán)極點(diǎn)（X）、零點(diǎn)（O）分布如題 1 圖所示。試畫出相應(yīng)的根軌跡圖。2、 （10 分）試建立jHmto題 1 圖所示校正環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)結(jié)0Re3、（10 分）給定系統(tǒng)的方框圖如題ORft jm并指出這是一個(gè)什么樣的校正環(huán)節(jié)。0- Re3 圖所示，試求閉環(huán)傳遞函數(shù) C1）。(a)f變化時(shí)的RG1&(b)UcRs4. （15 分）當(dāng)們從 0 到+謝聯(lián) j 國）如題帀題1圖V表示系統(tǒng)含有的積分環(huán)節(jié)的 個(gè)數(shù)。（c）4 圖所示。K表示開環(huán)增益。P表示開環(huán)系統(tǒng)極點(diǎn)在右半平面上的數(shù)目。下要求：t化的根軌跡（2）由根軌跡確定系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)的 題鳥+m變5、（15 分）

42、（1）繪制K_0圖如。變化6. (10 分)-2K統(tǒng)試確定閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的Re,ImK值的范圍。i數(shù)幅頻特性如題G2爭；（e）COT；L 00 Re此此寫出該系統(tǒng)相應(yīng)的傳遞函數(shù)7. （10 分）設(shè)有兩個(gè)非線性系統(tǒng)，它們的非線性部分一樣，線性部分分別如 0(a)20(b)2Gs -2：0, P ,=2(c)。試問，當(dāng)用描述函數(shù)法分析時(shí)，哪個(gè).8. （15 分）離散系統(tǒng)方框圖如下圖所示。（1） 求系統(tǒng)開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)；（2） 討論T變化對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。系統(tǒng)分析的鯊?為什：7 刊0.210、20R (s)TC(s)1題6圖參考答案A(17)1、根軌跡略。2、是超前環(huán)節(jié)。C(s)GtGtG1G2H1

43、3、R(s) 1 G2H GiH2G2H1G1H2 G2H11114、K , K , K -2225、根軌跡略。0K &6、G(s10(S1)(5s+1)(0.1s+1)7、G2(s)的準(zhǔn)確度高，因?yàn)?.c2較小，高頻衰減幅度大，具有更好的低通高濾特性。k(1 _ e J )z8、 開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)：Gk(z)T，T 越小，越有利于穩(wěn)定。(z-1)(z-e)自動(dòng)控制原理試卷 A (18)1 . (10 分)系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為2灼nG(s) =-2，若要使系統(tǒng)在欠阻尼情況下的單位階躍響應(yīng)的超調(diào)s +2三Bn+國n量小于 16.3%，調(diào)節(jié)時(shí)間小于 6s,峰值時(shí)間小于 6.28s，試在 S

44、平面上繪出滿足要求的閉環(huán)極點(diǎn)可能位于的區(qū)域。2 . (10 分)已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下，試求：(1 )閉環(huán)的幅相特性曲線；(2) 開環(huán)的對(duì)數(shù)幅頻和相頻特性曲線；(3) 相位裕量丫，幅值裕量 h。3.(12 分)已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：G s =K2，試?yán)L制K從 0：的根軌跡圖。s4.(12 分)系統(tǒng)方框圖如下圖，若要求 r (t) =n(t) = (2t+3 ) 1 (t )時(shí)總的穩(wěn)態(tài)誤差 ess 1，求 k 的取值范 圍。6.(15 分)單位負(fù)反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)G(S)s(0.1s +1)(0.01s+1)(1 )求系統(tǒng)的穿越頻率和相角裕量，并分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性；(2)串聯(lián)一個(gè)裝置G

45、c(s) =.05s 1，分析對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能有何改善？是否改變了系統(tǒng)的靜態(tài)性能？是否改變0.02s +1了系統(tǒng)對(duì)高頻信號(hào)抑制能力？為什么？7.(15 分)某離散控制系統(tǒng)如下圖所示，T=1 秒，試求脈沖傳遞函數(shù) C( z) /R (z),并判定閉環(huán)穩(wěn)定性，確定z平面上閉環(huán)極點(diǎn)的分布。5. （14 分）給定系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如題2 圖所示。試求傳遞函數(shù)Cl）, Es）。RsRs8.（12 分）非線性系統(tǒng)線性部分的開環(huán)頻率特性曲線與非線性元件負(fù)倒數(shù)描述曲線如下圖所示，試判斷系統(tǒng)穩(wěn)1定性，并指出_N和G（j”交點(diǎn)是否為自振點(diǎn)。二45, kg二： *13、 根軌跡圖略。分離點(diǎn)：-2.64、 7=k7.

46、5C sR s s3E s工R s s32.5s2-7.5s -146、(1)程=30.1,孑=1.58（2）靜態(tài)性能無改善。中頻段，增加，調(diào)節(jié)時(shí)間下降，增大。抗干擾能力下降。7、單位圓內(nèi) 2 根，圓外 1 根。8、 （a）系統(tǒng)不穩(wěn)定，在AB 交點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生自振蕩。 A 為穩(wěn)定的自振蕩，B 為不穩(wěn)定的自振蕩；（b） 交點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的自振蕩； （c）系統(tǒng)不穩(wěn)定，在 A、B 交點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生自振蕩。 A 為不穩(wěn)定的自振蕩， 自振蕩；（d）系統(tǒng)不穩(wěn)定，在 A、B 交點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生自振蕩。 A 為不穩(wěn)定的自振蕩，B 為穩(wěn)定的自振蕩。-；：-0.5;d0.5,2、圖略。-2s 522.5s 6.5s15系統(tǒng)不穩(wěn)

47、定，B 為穩(wěn)定的圖略。自動(dòng)控制原理試卷 A（19）1、（12 分）已知系統(tǒng)初始條件為零，其單位階躍響應(yīng)為（1 ）系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)；（2）系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼自振頻率 n；（3 ）確定系統(tǒng)的頻率特性。2、（ 12 分）已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)分別為/八TjS+1s+1ts1亠）G（s）=口 ；（2）G（S）=#T；（3）G（s）=；（其中“沁）h(t) =1 O.2e(0t_1.2e0t(t _0)，試求:試分別畫出以上三個(gè)系統(tǒng)的伯德圖。3、（ 12 分）給定系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如題1 圖所示。試求傳遞函數(shù) C?，皂。R（s） Rs）* G54、（ 12 分）具有單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為系統(tǒng)的穩(wěn)

48、定性及閉環(huán)特征根的分布情況。5、（ 12 分）已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，試試用勞斯判據(jù)判別閉環(huán),24s48s 23）r(t =t）時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差6、（ 14 分）已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)kG(s)_ s(s 1)(s 2)（2）若原根軌跡不過（-1，土 j ）點(diǎn)，串聯(lián)（s+a）環(huán)節(jié)，試確定 a 和k的取值。（4 ）確定校正后的系統(tǒng)型別及開環(huán)增益。7、（ 12 分）設(shè)離散控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)，當(dāng)T=1, ko=1 時(shí)，確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。注牡Z，z$耳耳一1】務(wù)Ts z -1s2(z -1)2s+aze8、（ 14 分）非線性控制系統(tǒng)如圖所示。系統(tǒng)原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，

49、c（0）=c（0）= 0 r（t）二-2 1（t）若要求以偏差e（t）及e （t）其作為相坐標(biāo)， 試畫出系統(tǒng)的相軌跡。*G2題1圖參考答案 A（19）2、 圖略。3、 系統(tǒng)臨界穩(wěn)定，左半平面 1 個(gè)根，右半平面 0 個(gè)根，虛軸上 4 個(gè)根。C(s) _G1G2G3G1G3G5R(s) 1 G1G2G4 G2G3G6 G1G3G5G2G4G66、a=1,k*=：2,系統(tǒng)型別 1,開環(huán)增益 1。7、 系統(tǒng)不穩(wěn)定。8、 相軌跡圖略。開關(guān)線 e=1 和 e=-1。左側(cè)是張口向右的拋物線，頂點(diǎn)（-2，0）；右側(cè)是張口向左的拋物線，頂 點(diǎn)（2，0） ；1、G(s)6002s 70s 600= 1.43;

50、ts=0.086;匚=0。ess14, ess2 =, ess=2。中間是e二1的水平線，相軌跡為一個(gè)閉合曲線。自動(dòng)控制原理試卷 A（20）1 . （10 分）給定系統(tǒng)的方框圖如下圖所示，試求閉環(huán)傳遞函數(shù)Rs）22.10 分）一單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)，其開環(huán)傳遞函數(shù)G（s）n,已知系統(tǒng)的誤差函數(shù)為心+2知）e（t） =1.4e7to.4e；.83t，求系統(tǒng)的阻尼比和自然頻率-，系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)和閉環(huán)傳遞函數(shù),系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。3.10 分）已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 G（s）10，求在頻率 f =1HZ 幅值 rm=10 的正弦輸入信號(hào)作用下，系統(tǒng)的0.5s +1穩(wěn)態(tài)輸出的幅值和相位。4.（9 分）已知

51、系統(tǒng)開環(huán)幅相頻率特性如下圖所示，試根據(jù)奈氏判據(jù)判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并說明閉環(huán)右半平面的極點(diǎn)個(gè)數(shù)。其中 p 為開環(huán)傳遞函數(shù)在s右半平面極點(diǎn)數(shù),5.（16 分）已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G（S）=畫出系統(tǒng)的一般根軌跡；確定系統(tǒng)呈阻尼振蕩瞬態(tài)響應(yīng)的 K 值范圍; 求產(chǎn)生持續(xù)等幅振蕩時(shí)的 K 值和振蕩頻率；6.（16 分）某最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性如下圖所示，要求：（1） 寫出系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)；（2） 利用相位裕量判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性；（3） 將其對(duì)數(shù)幅頻特性向右平移十倍頻程，試討論對(duì)系統(tǒng)性能的影響。為開環(huán)積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)。(a)(b)(c)(1)(2)(3)(4)求閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)具有阻尼二0.5的 K 值和閉環(huán)極點(diǎn)。s(s 2)(s 4)Rer=0c8.（15分） 離散系統(tǒng)方框圖如下圖所示。設(shè)系統(tǒng)穩(wěn)定， 證明系統(tǒng)在單位階躍（T和T0無關(guān)）；(1)穩(wěn)態(tài)誤(2)差.essv=1/k設(shè)T=1、*=1、k=0.1 ,檢驗(yàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。提示：Z1 (aT0-1 eT)z 1-e0aT0e也7.（14 分）非線性系統(tǒng)如下圖所示。其中非線性部分的描述函數(shù)為N（A）JA2-1 ,A2試用描述函數(shù)法分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，若有極限環(huán)，討論極限環(huán)的特性。essp=0,單位斜坡輸入下的IL