版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、自動(dòng)控制原理試-4(總分:100.00,做題時(shí)間:90分鐘)一、(總題數(shù):29,分?jǐn)?shù):100.00)1. 已知某系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示,試根據(jù)頻率特性物理意義,求當(dāng)信號輸入為 r(t)=2sin(t+30° )+cos(2t -45° )時(shí),系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出c ss和穩(wěn)態(tài)誤差e(分?jǐn)?shù):2.00)當(dāng) r i (t)=2sin(t+30° )時(shí),當(dāng) r 2 (t)=cos(2t-45° )時(shí),因此在輸入作用下,aaniHfi2. 最小相位系統(tǒng)對數(shù)幅頻漸近特性如圖所示,請確定系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。(分?jǐn)?shù):2.00) 正確答案:()解析:由圖知在低頻段漸近線斜率為0,因?yàn)樽?/p>
2、小交接頻率前的低頻段L( 3 )=-v20lg 3,故v=0。漸近特性為分段線性函數(shù),在各交接頻率處,漸近特性斜率發(fā)生變化。在3 =0.1處斜率變化20dB/dec,屬一階微分環(huán)節(jié) 在3 =3 1處斜率變化-20dB/dec,屬慣性環(huán)節(jié)。在3 =3 2處斜率變化-20dB/dec,屬慣性環(huán)節(jié)。 在3 =3 3處斜率變化-20dB/dec,屬慣性環(huán)節(jié)。在3 =3 4處斜率變化-20dB/dec,屬慣性環(huán)節(jié)。因此,系統(tǒng)的傳遞函數(shù)具有下述形式式中,K,31,32 ,33 ,34 待定。由 201gK=30 得 K=10 1.5 #31.62。因漸近線直線段,若設(shè)某段的斜率為k , ( 3 A , L
3、( 3 A ) , ( 3 B , L( 3 B )為該線段上的兩點(diǎn),則由直線方程:于是,所求的傳遞函數(shù)為單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:I (分?jǐn)?shù):4.00)(1).求系統(tǒng)的幅值裕量為 20dB時(shí)的K值(分?jǐn)?shù):2.00)正確答案:()解析:© =90° -arctan0.1 3 -arctan 3 )=- 180°rctan0.13 +arctan 3 =90°(2).求系統(tǒng)的相位裕量為 60°時(shí)的K值。(分?jǐn)?shù):2.00 )正確答案:() 解析:求系統(tǒng)的相位裕量為60°時(shí)的K值。Y =180° + © ( 3
4、c )=180° -90° -aretan0.1 3 -arctan 3由得 I。3. 一系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為GH 1 (s)e -T s,該二階環(huán)節(jié) GH 1 (j 3 )軌線如圖所示,試求使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的T的取值范圍。(分?jǐn)?shù):2.00 ) 正確答案:()解析:根據(jù)GH 1 (j 3 )幅相曲線可知,其初始為平行負(fù)虛軸的無窮遠(yuǎn)處,所以為I型系統(tǒng)。又因?yàn)閱握{(diào)變 化,以-180。終止于原點(diǎn),且是二階環(huán)節(jié),所以含有一慣性環(huán)節(jié),無零點(diǎn),即幅頻和相頻特性由幅相曲線可知,© (2)=- 90° -arctan2T=- 145 °,得 T=0.5 幕門I得
5、 K=4。加上延遲環(huán)節(jié)后,求截止頻率由3 =2.5令該點(diǎn)的相角 © (2.5)=-90° -arctan0.5 X2.5 -2.5t X57.3 > -180°,解得t V0.27時(shí),保證閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。4. 試求下圖(a)、(b)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性。(分?jǐn)?shù):2.00 )C ss (t)5. 某系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示,試根據(jù)頻率特性的物理意義,求下列輸入信號作用時(shí),系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸岀 和穩(wěn)態(tài)誤差e ss (t)。(1) r(t)=sin2t。(2) r(t)=sin(t+30° ) -2cos(2t- 45° )(分?jǐn)?shù):2.00 )正確答案:()(1)
6、當(dāng) r(t)=sin2t 時(shí),3 =2;系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出為系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為(2)當(dāng) r(t)=sin(t+30° ) -2cos(2t- 45° )時(shí),有r i (t)=sin(t+30° )r 2 (t)=-2cos(2t-45° )腳4因此,有c ss =c iss +c 2ss =0.45sin(t+30 ° -26.57 ° )+0.71sin2te ss =e iss +e 2ss =0.63sin(t+48.4 ° ) -1.58cos(2t-26.6 ° )6. 控制系統(tǒng)如圖所示,干擾信號n(t)=0.
7、1sin20t,要求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差不大于0.001時(shí),試確定K值的可調(diào)范圍。(分?jǐn)?shù):2.00)正確答案:()將3 =20代入上式,得解得 K> 139.87.已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)卜別綣*,當(dāng)3 =1時(shí),/ G(j 3 )=- 180°,|G(j 3 )|=0.5 ;當(dāng)輸入為單位速度信號時(shí),系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為1。試寫出系統(tǒng)開環(huán)頻率特性表達(dá)式G(j 3 )由上面的兩式,得T 1 =2,T 2 =0.5則8.已知控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)輸入r(t)=2sint時(shí),系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出c s (t)=4sin(t-30° )。試確定系統(tǒng)的參數(shù)E、3 n。(分?jǐn)?shù):2.00 ) 正確答案
8、:()解析:由輸入輸岀信號關(guān)系得;由圖得3 =1,得解得 E =0.17 , 3 n =1.33。9. 已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)試分別計(jì)算3 =0.5和3 =2時(shí)開環(huán)頻率特性的幅值A(chǔ) 3 )和相,(3 )(分?jǐn)?shù):2.00 )正確答案:()10.已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù),試分析并繪制t >T和T> t情況下的概略開環(huán)幅相曲線。(分?jǐn)?shù):2.00 ) 正確答案:()解析:當(dāng) t > T 時(shí),arctan t 3 -arctanT 3 -180°> -180° 當(dāng) t <T 時(shí) arctan t 3 -arctanT 3 -180°< -180
9、°。11. 試?yán)L制下列傳遞函數(shù)的幅相曲線(分?jǐn)?shù):2.00 )正確答案:() 解析:概略繪制下列傳遞函數(shù)的幅相曲線(k >0)。(分?jǐn)?shù):6.00 )。(分?jǐn)?shù):2.00 )(1).正確答案:()解析:。(分?jǐn)?shù):2.00 )(2).2.00 )正確答案:() 解析:繪制下列傳遞函數(shù)的漸近對數(shù)頻率特性曲線。(分?jǐn)?shù):8.00 )2.00 )2.00 )正確答案:()gl!*(4). 。(分?jǐn)?shù):2.00)正確答案:()G(s)。12. 四個(gè)最小相角系統(tǒng)傳遞函數(shù)的近似對數(shù)幅頻特性曲線如下圖所示,試寫岀對應(yīng)的傳遞函數(shù)(分?jǐn)?shù):2.00 )正確答案:()解析:(a)由圖得 3 =10, L( 3
10、)=20 , 20lgK-20lg3 =20,得 K=100o 則 20lg100-20lg3 i =14,得 3 i =20,故由 3 =5, T=0.01,得 K=0.2由圖得 3 n =10 ,,得 Z =0.2由 20lgK=-20,得 K=0.1。所以(d)20lgK-20vlg3 =12; 3 =5, T i =0.2G(s)。13. 兩個(gè)最小相角系統(tǒng)傳遞函數(shù)的近似對數(shù)幅頻特性曲線如圖所示,試寫岀對應(yīng)的傳遞函數(shù)(分?jǐn)?shù):2.00 )正確答案:()解析: 由圖知K=40 當(dāng)3 =1時(shí),有(分?jǐn)?shù):20.00 )。(分?jǐn)?shù):2.00 )(1).3 2 =10,20lg-20lg3 =20,得
11、 K=20。已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)及其幅相曲線如下,試根據(jù)奈氏判據(jù)判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。正確答案:()解析:N - =1 , N + =0 , P=0, P-2N=2,所以該系統(tǒng)不穩(wěn)定。(分?jǐn)?shù):2.00 )(2).正確答案:()解析:N - =0,N + =0,P=0, P-2N=0,所以該系統(tǒng)穩(wěn)定。(分?jǐn)?shù):2.00 ).正確答案:()解析:奈奎斯特圖如下:N - =1 , N + =0 , P=0, P-2N=2,所以系統(tǒng)不穩(wěn)定。(分?jǐn)?shù):2.00 ).。(分?jǐn)?shù):2.00 )(5).正確答案:()解析:奈奎斯特圖如下:N - =0 , N + =0 , P=0, P-2N=0,所以系統(tǒng)
12、穩(wěn)定。正確答案:()解析:奈奎斯特圖如下:N - =1 , N + =0 , P=0, P-2N=2,所以系統(tǒng)不穩(wěn)定。(分?jǐn)?shù):2.00 )(6).正確答案:()解析:奈奎斯特圖如下:N - =1 , N + =1 , P=0, P-2N=0,所以系統(tǒng)穩(wěn)定。正確答案:()解析:奈奎斯特圖如下:(分?jǐn)?shù):N - =1 , N + =1 , P=0, P-2N=0,所以系統(tǒng)穩(wěn)定。2.00)正確答案:()解析:N - =0 , N + =0.5 , P=1 , P-2N=0,所以系統(tǒng)穩(wěn)定。2.00)正確答案:()解析:N - =0 , N + =0 , P=1 , P-2N=1 ,所以系統(tǒng)不穩(wěn)定。(10
13、).(分?jǐn)?shù):2.00 )正確答案:()解析:奈奎斯特圖如下:8.00)N - =0.5 , N + =0 , P=1, P-2N=2,所以系統(tǒng)不穩(wěn)定。請大家試用對數(shù)穩(wěn)定判據(jù)判斷下列題系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(分?jǐn)?shù):正確答案:()3 c )=-arctan2Y =1803 c3 c -arctan0.1)=69.14 ° > 03 c =- 84.29 ° =-26.57 °=-110.86系統(tǒng)穩(wěn)定。c )=0系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。c - 90° +( - n -arctan3 c )。)=- 180°2.00 )正確答案:()系統(tǒng)不穩(wěn)定。-arctan 3
14、 c -arctan10)=-151.93 °3 c =-331.9。(分?jǐn)?shù):2.00 )(4).系統(tǒng)不穩(wěn)定。3 c -90° -arctan5c )=- 77.243 c =- 257.2414.單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為I用奈奎斯特判據(jù)確定使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的條件。(分?jǐn)?shù):2.00)正確答案:()3 0, © =-90°, At® 3 1 - , © =-101.3 ° , i03 1 + , © =- 281.3 ° , At0;3 t®, © =-360°, AtKK
15、> 0, P-2N=0時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定。15.已知某系統(tǒng)中h s試用頻域分析法確定閉環(huán)系統(tǒng)臨界穩(wěn)定時(shí)的(分?jǐn)?shù):2.00 )由臨界穩(wěn)定,得聯(lián)立、兩式得K=0.116.若單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)嚴(yán)I鬥試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定K的臨界值。正確答案:()(分?jǐn)?shù):2.00 )l(j 3 c )=- 57.3 ° 0.8 3 c -arctan得 K=2.65。17.設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)試確定閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的延遲時(shí)間T的范圍(分?jǐn)?shù):2.00) 正確答案:()解析:令 得 3 i =0.618 , 3 2 =1.618穩(wěn)定時(shí)/ G(j 3 1)<180°,且/G(j 3 2) &g
16、t;-180°。將 3 13 2代入上述不等式,解得0v T < 1.3686,此時(shí),G(j 3 )不包圍(-1 , j0)點(diǎn),所以系統(tǒng)穩(wěn)定。 已知反饋系統(tǒng),其開環(huán)傳遞函數(shù)為(分?jǐn)?shù):8.00 )(1).試用奈氏判據(jù)或?qū)?shù)穩(wěn)定判據(jù)判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并確定系統(tǒng)的相角裕度和幅值裕度。(分?jǐn)?shù):2.00 )正確答案:()解析:相角裕度y =180° -90° -cot0.2 3 c =12.6°,幅值裕度 h",系統(tǒng)穩(wěn)定。(2).試用奈氏判據(jù)或?qū)?shù)穩(wěn)定判據(jù)判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并確定系統(tǒng)的相角裕度和幅值裕度。(分?jǐn)?shù):2.00 ) 正確答案:()
17、解析:相角裕度為-24°,幅值裕度為-8dB,系統(tǒng)不穩(wěn)定。(3).試用奈氏判據(jù)或?qū)?shù)穩(wěn)定判據(jù)判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并確定系統(tǒng)的相角裕度和幅值裕度。(分?jǐn)?shù):2.00 ) 正確答案:()解析:系統(tǒng)不穩(wěn)定,非最小相位系統(tǒng)不適用幅值和相位裕度。(4).試用奈氏判據(jù)或?qū)?shù)穩(wěn)定判據(jù)判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并確定系統(tǒng)的相角裕度和幅值裕度。(分?jǐn)?shù):2.00 )解析:系統(tǒng)不穩(wěn)定,非最小相位系統(tǒng)不適用幅值和相位裕度。18.設(shè)單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為45°時(shí)的a值。(分?jǐn)?shù):2.00 )某最小相角系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性如圖所示,要求:II(分?jǐn)?shù):2.00 )(1).寫岀系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)并求岀
18、穩(wěn)定裕度。(分?jǐn)?shù):1.00 )O-arctan103 c -arctan0.05Y =180°+ © (j 3 c )=2.85 °(2).將其對數(shù)幅頻特性向右平移十倍頻程。試討論對系統(tǒng)性能的影響。(分?jǐn)?shù):1.00 )正確答案:() 解析:平移后新系統(tǒng):3 c1 =10 3 c =10 , y 1 =2.85 ° = y , b 1 %=b % t s1 =0.1t s ,穩(wěn)定性不變。超調(diào)量不變,調(diào)節(jié)時(shí)間縮 短,動(dòng)態(tài)響應(yīng)加快。19. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下,已知 K=1,a=10時(shí),截止頻率 3 c =5。若要求3 c不變,如何改變 K和a才能使系 統(tǒng)相角裕度增加45°。(分?jǐn)?shù):2.00 ) 正確答案:()解析:得-設(shè)有單位反饋的火炮指揮儀伺服系統(tǒng),其開環(huán)傳遞函數(shù)為(1).確定滿足上述指標(biāo)的最小 K值,計(jì)算該K值下系統(tǒng)的相角裕度和幅值裕度。(分?jǐn)?shù):1.00)正確答案:()解析:2(r/
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 化工行業(yè)員工績效考核
- 市場行業(yè)策劃員工作總結(jié)
- 瞄準(zhǔn)高效輸出的年度目標(biāo)計(jì)劃
- 2024年廣西壯族自治區(qū)北海市公開招聘警務(wù)輔助人員輔警筆試自考題1卷含答案
- 2024年河北省承德市公開招聘警務(wù)輔助人員輔警筆試自考題2卷含答案
- 2021年浙江省寧波市公開招聘警務(wù)輔助人員輔警筆試自考題2卷含答案
- 美麗家庭事跡材料
- 河南省鄭州市(2024年-2025年小學(xué)六年級語文)部編版隨堂測試(上學(xué)期)試卷及答案
- 廣西北海市(2024年-2025年小學(xué)六年級語文)統(tǒng)編版小升初模擬(上學(xué)期)試卷及答案
- 2025年家電配線組件項(xiàng)目規(guī)劃申請報(bào)告
- 學(xué)術(shù)不端行為治理研究
- 廣東省廣州市海珠區(qū)2023-2024學(xué)年九年級上學(xué)期期末物理試題(含答案)
- 企業(yè)文化、戰(zhàn)略與電力能源知識參考題庫練習(xí)卷含答案(一)
- 福建南平武夷高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)控股集團(tuán)有限公司招聘筆試沖刺題2024
- 2024年設(shè)備維修部管理制度(6篇)
- 精神科護(hù)理工作計(jì)劃例文
- 2024山地買賣合同模板
- 河北省承德市2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期期末物理試卷(含答案)
- 【初中化學(xué)】二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取教學(xué)課件-2024-2025學(xué)年九年級化學(xué)人教版上冊
- 出租車行業(yè)服務(wù)質(zhì)量提升方案
- 景區(qū)安全管理教育培訓(xùn)
評論
0/150
提交評論