自動控制原理期末試卷文檔

完好word版,自動控制原理期末試卷及答案,介紹文檔完好word版,自動控制原理期末試卷及答案,介紹文檔7/7完好word版,自動控制原理期末試卷及答案,介紹文檔課程名稱:自動控制理論（A/B卷閉卷）考試時間100分鐘題號一二三四五六七八九十總分統(tǒng)分人題字100得分考生注意事項：1、本試卷共2頁，試卷若出缺頁或破壞，請馬上舉手報告以便更換。2、考試結(jié)束后，考生不得將試卷、答題紙和稿本紙帶出考場。3、答案請寫在答題紙之密封線內(nèi)和紙卷正面，否則不記分。一、填空題（每空1分，共15分）1、反響控制又稱誤差控制，其控制作用是經(jīng)過與反響量的差值進行的。2、復(fù)合控制有兩種基本形式：即按的前饋復(fù)合控制和按的前饋復(fù)合控制。3、兩個傳達(dá)函數(shù)分別為G1(s)與G2(s)的環(huán)節(jié)，以并聯(lián)方式連接，其等效傳遞函數(shù)為G(s)，則G(s)為（用G1與2(s)表示）。(s)G4、典型二階系統(tǒng)極點分布如圖1所示，則無阻尼自然頻率n，阻尼比，該系統(tǒng)的特色方程為，該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線為。5、若某系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)為g(t)10e0.2t5e0.5t，則該系統(tǒng)的傳達(dá)函數(shù)G(s)為。6、根軌跡初步于，停止于。7、設(shè)某最小相位系統(tǒng)的相頻特色為( )tg1( )900tg1(T)，則該系統(tǒng)的開環(huán)傳達(dá)函數(shù)為。8、PI控制器的輸入－輸出關(guān)系的時域表達(dá)式是，其相應(yīng)的傳達(dá)函數(shù)為，由于積分環(huán)節(jié)的引入，能夠改進系統(tǒng)的性能。二、選擇題（每題2分，共20分）1、采用負(fù)反響形式連接后，則( )A、必然能使閉環(huán)系統(tǒng)牢固；B、系統(tǒng)動向性能必然會提高；C、必然能使攪亂引起的誤差逐漸減小，最后完好除掉；D、需要調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，才能改進系統(tǒng)性能。2、以下哪一種措施對提高系統(tǒng)的牢固性沒有收效( )。A、增加開環(huán)極點；B、在積分環(huán)節(jié)外加單位負(fù)反響；C、增加開環(huán)零點；D、引入串通超前校正裝置。3、系統(tǒng)特色方程為D(s)s32s23s60，則系統(tǒng)( )A、牢固；B、單位階躍響應(yīng)曲線為單調(diào)指數(shù)上升；C、臨界牢固；D、右半平面閉環(huán)極點數(shù)Z2。4、系統(tǒng)在r(t)t2作用下的穩(wěn)態(tài)誤差ess，說明( )A、型別v2；B、系統(tǒng)不牢固；C、輸入幅值過大；D、閉環(huán)傳達(dá)函數(shù)中有一個積分環(huán)節(jié)。5、對于以下情況應(yīng)繪制0°根軌跡的是( )A、主反響口符號為“-”；B、除Kr外的其他參數(shù)變化時；C、非單位反響系統(tǒng)；D、根軌跡方程（標(biāo)準(zhǔn)形式）為G(s)H(s)1。6、開環(huán)頻域性能指標(biāo)中的相角裕度對應(yīng)時域性能指標(biāo)( )。A、超調(diào)%B、穩(wěn)態(tài)誤差essC、調(diào)整時間tsD、峰值時間tp7、已知開環(huán)幅頻特色如圖2所示，則圖中不牢固的系統(tǒng)是( )。系統(tǒng)①系統(tǒng)②系統(tǒng)③圖2A、系統(tǒng)①B、系統(tǒng)②C、系統(tǒng)③D、都不牢固8、若某最小相位系統(tǒng)的相角裕度0o，則以下說法正確的選項是( )。A、不牢固；B、只有當(dāng)幅值裕度kg1時才牢固；C、牢固；D、不能夠判用相角裕度判斷系統(tǒng)的牢固性。9、若某串通校正裝置的傳達(dá)函數(shù)為10s1，則該校正裝置屬于( )。100s1A、超前校正B、滯后校正C、滯后-超前校正D、不能夠判斷10、以下串通校正裝置的傳達(dá)函數(shù)中，能在c1處供應(yīng)最大相位超前角的是：10s110s12s11A、1B、1C、1D、1s10s三、(8分)試建立如圖3所示電路的動向微分方程，并求傳達(dá)函數(shù)。圖3四、（共20分）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖4所示：圖41、寫出閉環(huán)傳達(dá)函數(shù)(s)C(s)表達(dá)式；（4分）R(s)2、要使系統(tǒng)滿足條件：,2,試確定相應(yīng)的參數(shù)K和；4n（分）3、求此時系統(tǒng)的動向性能指標(biāo)00,ts；（4分）4、r(t)2t時，求系統(tǒng)由r(t)產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差ss；e（4分）5、確定Gn(s)，使攪亂n(t)對系統(tǒng)輸出c(t)無影響。（4分）五、(共15分)已知某單位反響系統(tǒng)的開環(huán)傳達(dá)函數(shù)為G(s)Kr:s(s3)21、繪制該系統(tǒng)以根軌跡增益Kr為變量的根軌跡（求出：漸近線、分別點、與虛軸的交點等）；（8分）2、確定使系統(tǒng)滿足01的開環(huán)增益K的取值范圍。（7分）六、（共22分）某最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特色曲線L0( )如圖5所示：1、寫出該系統(tǒng)的開環(huán)傳達(dá)函數(shù)G0(s)；（8分）2、寫出該系統(tǒng)的開環(huán)頻率特色、開環(huán)幅頻特色及開環(huán)相頻特色。（3分）3、求系統(tǒng)的相角裕度。（7分）4、若系統(tǒng)的牢固裕度不夠大，能夠采用什么措施提高系統(tǒng)的牢固裕度？（4分）試題一答案一、填空題(每題1分，共15分)1、給定值2、輸入；擾動；3、G1(s)+G2(s)；4、2；20.707；s22s20；衰減振蕩25、105；ss6、開環(huán)極點；開環(huán)零點K(s1)7、s(Ts1)8、

u(t)

Kp[e(t)

1

e(t)dt]

；

Kp[1

1

]；穩(wěn)態(tài)性能T

Ts二、判斷選擇題(每題2分，共20分)1、D2、A3、C4、A5、D6、A7、B8、C9、B10、B三、(8分)建立電路的動向微分方程，并求傳達(dá)函數(shù)。解：1、建立電路的動向微分方程依照KCL有ui(t)u0(t)d[ui(t)u0(t)]u0(t)R1CR2dt(2分)即R1R2Cdu0(t)(R1R2)u0(t)R1R2Cdui(t)R2ui(t)dtdt(2分)2、求傳達(dá)函數(shù)對微分方程進行拉氏變換得R1R2CsU0(s)(R1R2)U0(s)R1R2CsUi(s)R2Ui(s)(2分)得傳達(dá)函數(shù)U0(s)R1R2CsR2(2分)G(s)R2Ui(s)R1R2CsR1四、(共20分)KC(s)s2K2解：1、（4分）(s)2n2R(s)KKsKsK2s2nsn1ss2K2224K42、（4分）nK2n223、（4分）0e124.32000ts442nKK14、（4分）G(s)s2KK1Ks(sK)s(s1)v11sessA2KK1K1C(s)sGn(s)5、（4分）令：n(s)sN(s)＝0(s)得：Gn(s)sK五、(共15分)1、繪制根軌跡（8分）系統(tǒng)有有3個開環(huán)極點（起點）：0、-3、-3，無開環(huán)零點（有限終點）；（1分）(2)實軸上的軌跡：（-∞，-3）及（-3，0）；（1分）(3)3條漸近線：

33a2（2分）360,180(4)分別點：120得：d1（2分）dd3Krdd324(5)與虛軸交點：( )s36s29sKr0DsImD(j)3903（2分）ReD(j)62Kr0Kr54繪制根軌跡如右圖所示。KrKr2、（7分）開環(huán)增益K與根軌跡增益Kr的關(guān)系：G(s)29s(s3)2ss13得KKr9（1分）系統(tǒng)穩(wěn)準(zhǔn)時根軌跡增益Kr的取值范圍：Kr54，（2分）系統(tǒng)牢固且為欠阻尼狀態(tài)時根軌跡增益Kr的取值范圍：4Kr54，（3分）系統(tǒng)牢固且為欠阻尼狀態(tài)時開環(huán)增益K的取值范圍：4K6（1分）9六、（共22分）解：1、從開環(huán)波特圖可知，原系統(tǒng)擁有比率環(huán)節(jié)、一個積分環(huán)節(jié)、兩個慣性環(huán)節(jié)。故其開環(huán)傳函應(yīng)有以下形式G(s)K(2分)s1)(1s(1s1)12由圖可知：1處的縱坐標(biāo)為40dB,則L(1)20lgK40,得K100(2分)110和2=100（2分）故系統(tǒng)的開環(huán)傳函為G0(s)100（2分）ss1s1101002、寫出該系統(tǒng)的開環(huán)頻率特色、開環(huán)幅頻特色及開環(huán)相頻特色：開環(huán)頻率特色G0(j)100（1分）jj1j110100開環(huán)幅頻特色A0()100（1分）221011100開環(huán)相頻特色：0(s)90otg1tg1（1分）3、求系統(tǒng)的相角裕度：求幅值穿越頻率，令A(yù)0()1001得c31.6rad/s（3分）22101110