《自動(dòng)控制原理》A卷答案(電氣工程及自動(dòng)化專業(yè))

山東科技大學(xué)2007—2008學(xué)年第一學(xué)期《自動(dòng)控制原理》考試試卷（A）答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)班姓學(xué) 題號(hào)一題號(hào)一二三四總得分評(píng)卷人審核人得分（分，共分）1、對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本性能要求可歸納為三個(gè)方面，這三個(gè)方面是穩(wěn)、快、準(zhǔn)。2準(zhǔn)確性能；中頻區(qū)決定了系統(tǒng) 的快速性能。高頻區(qū)決定了系統(tǒng)抗干擾性能。若要求提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度應(yīng)選擇超前校 正裝置。若要求提高系統(tǒng)抑制噪聲的能力應(yīng)選擇 滯后 校正裝置。3、某反饋控制的特征函數(shù)F(s)1G(s)H(s)0.5s)則該系統(tǒng)的開環(huán)極點(diǎn) -5，5s)-0.2 ，為閉環(huán)極點(diǎn)為-10，-2 。4、如下圖所示系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)為 100 ，當(dāng)輸入信號(hào)r(t)4時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差為4/101 ，當(dāng)輸入信號(hào)rt4t時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差為。5s45、系統(tǒng)傳遞函數(shù)G(s)

0 1x0u,y4 s23s2

2

0 2x4uy。1 3 5二、選擇題（315）

1、若系統(tǒng)（或元件）的某輸入輸出的拉氏變換分別為x(s),x(s)，對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)記為G(s)，i 0則下列說法是不正確的有（B）A G(s)X

(s)

X (s)；B G(s) 0 ，描述了系統(tǒng)的全部信息；X(s)i

X(s)iC 若g(t)為單位脈沖響應(yīng)，則G(s)L[g(t)]；D G(s)反映了系統(tǒng)本身的固有特性。2 12、已知系統(tǒng)的狀態(tài)方程和輸出方程為 3

x2u,y3 ，則系統(tǒng)狀態(tài)（A。 1A．可控，可觀；B．可控，不可觀；C．不可控，可觀；D．不可控，不可觀3非線性系統(tǒng)周期運(yùn)動(dòng)如下圖曲線和 1 曲線有兩個(gè)交點(diǎn)12下列說法正確的（D）G N(A、1對(duì)應(yīng)的周期運(yùn)動(dòng)是穩(wěn)定的，2對(duì)應(yīng)的周期運(yùn)動(dòng)是穩(wěn)定的。1B、1對(duì)應(yīng)的周期運(yùn)動(dòng)是不穩(wěn)定的，2對(duì)應(yīng)的周期運(yùn)動(dòng)是不穩(wěn)定的。2C、1對(duì)應(yīng)的周期運(yùn)動(dòng)是不穩(wěn)定的，2對(duì)應(yīng)的周期運(yùn)動(dòng)是穩(wěn)定的。D、1對(duì)應(yīng)的周期運(yùn)動(dòng)是穩(wěn)定的，2對(duì)應(yīng)的周期運(yùn)動(dòng)是不穩(wěn)定的。4Bode20dB/dec1幅值為20dB，相頻(090，則該系統(tǒng)（B）A 是0型系統(tǒng)，開環(huán)放大倍數(shù)為10；B 是I型系統(tǒng)，開環(huán)放大倍數(shù)為10；1010C 是0型系統(tǒng)，開環(huán)放大倍數(shù)為 ；D 是I型系統(tǒng)，開環(huán)放大倍數(shù)為 。10105、已知系統(tǒng)特征方程s43s33s23s20，下列說法正確的是（B）A．系統(tǒng)穩(wěn)定。B.系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。C.系統(tǒng)不穩(wěn)定。D.無法判斷。三、計(jì)算題（每題10分，共40分）1、如下圖所示系統(tǒng)，其單位階躍響應(yīng)曲線h(t)所示，試確定參數(shù)k及a。R解：依題可知h()1 （3）0.75''p 1.091% 9% 1(s) K 2

K 2

)分）2 s asK s 2

s

an1212p

0.75n

n n n()分）12 12

0.7665%

0.09

0.7665210.766520.60833(0.7665210.76652

(52分）0.7510.60820.7510.6082n

5.236

()分）K2236224 （2分）a260823637n2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示，求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)(s).解（2分)3、采樣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示，其中K=1，T=1s，求閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)(z。判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性。 1 0.368z0.264解：1）G(z)z)Z (4分)s2(s z21.368z0.368(z) G(z)

0.368z0.264

(2分)1G(z) z2z0.6322）系統(tǒng)閉環(huán)特征方程為：D(z)z2z0.6320(2分)特征根z1,2

0.5j0.618，在單位圓內(nèi)，系統(tǒng)穩(wěn)定。(2分)4

0 1x0uy，能否通過狀態(tài)反饋把系統(tǒng)的極點(diǎn)配 2 置在處若可以求出實(shí)現(xiàn)上述極點(diǎn)配置的反饋矩陣KSAb0 2，2 系統(tǒng)可控，可以通過狀態(tài)反饋實(shí)現(xiàn)極點(diǎn)配置。（3分）Kk1 2sI(AbK)

s 1

s22(k

1)s2k332k1

s22k2

2 1（3分）a*(s)s220s100（2分）2(k

1)20 k51.52231001111k ,k21

（2分）四、繪圖題（每題15分，共30分）1、已知某系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)K為參數(shù)的閉環(huán)系統(tǒng)根軌跡圖；K值范圍。解：開環(huán)極點(diǎn):p0,p p 21 2 3

K，s(s1)(s2)， 漸近線:

1

60

（2分） a 180實(shí)軸上的根軌跡:(,2],[1,0] （2分）分離點(diǎn):

d[G(s)H(s) 0 3 ds

121.577121.577s1,2

66

0.433與虛軸交點(diǎn):s33s22sk0 （2分）s3 1 2s2 3 k

k6時(shí)，有260,s1 2 3s0 k2得：s j21,2單位階躍響應(yīng)呈阻尼衰減振蕩的k值范圍為: 0k6（3分）繪圖（3分） 52、已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s) ，要求：5s(0.1s1)(0.4s1)繪制概略開環(huán)幅相曲線（要求確定起點(diǎn)，終點(diǎn)，與實(shí)軸的交點(diǎn)；利用奈氏判據(jù)判定系統(tǒng)穩(wěn)定性（步驟，結(jié)論。確定系統(tǒng)的幅值裕度和相角裕度。解：1G(j0)H(j0)90（1分）終點(diǎn)：G(j)H(j)0270（1分）與實(shí)軸的交點(diǎn)：x

5,Gjx

(jx

)0.4(4分)1分）2)R=0，P=0Z=0，由