自動(dòng)控制原理試題庫20套和答案詳解

word文檔精品文檔分享第 1頁一、填空〔每空1分，共18分〕1．自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有、、、共4種。2．連續(xù)控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是。離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是。word文檔精品文檔分享dc(t)3．某統(tǒng)控制系統(tǒng)的微分方程為：dt+0.5C(t)=2r(t)。那么該系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)word文檔精品文檔分享Φ(s)=；該系統(tǒng)超調(diào)σ%=；調(diào)節(jié)時(shí)間ts( =2%)=。4．某單位反應(yīng)系統(tǒng)G(s)=100(s5)，那么該系統(tǒng)是階s2(0.1s2)(0.02s4)型系統(tǒng)；其開環(huán)放大系數(shù)K=。5．自動(dòng)控制系統(tǒng)L(ω)曲線為：L(ω)dB40[-20]那么該系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=；ωCω0.1ωC=。6．相位滯后校正裝置又稱為調(diào)節(jié)器，其校正作用是。7．采樣器的作用是，某離散控制系統(tǒng)G(Z)(1e10T)〔單位反應(yīng)T=0.1〕當(dāng)輸入r(t)=t時(shí).該系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差(Z1)2(Ze10T)為。二.1.求圖示控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù).G4+R(s)G1G2G3C(s)--G5-G6求：C(S)〔10分〕R(S)word文檔精品文檔分享第 2頁2.求圖示系統(tǒng)輸出C〔Z〕的表達(dá)式?！?分〕R〔s〕TG2G3C〔s〕G1-TH1H2四．反應(yīng)校正系統(tǒng)如下圖〔12分〕求：〔1〕Kfnss=0時(shí)，系統(tǒng)的ξ，ω和在單位斜坡輸入下的穩(wěn)態(tài)誤差e.〔2〕假設(shè)使系統(tǒng)ξ=0.707，kf應(yīng)取何值？單位斜坡輸入下ess.=？R(s)8c(s)S(S2)kfsword文檔精品文檔分享第 3頁.某系統(tǒng)L〔ω〕曲線，〔12分〕1〕寫出系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)G〔s〕2〕求其相位裕度γ〔3〕欲使該系統(tǒng)成為三階最正確系統(tǒng).求其K=？，γmax=?L(ω)[-20]ω10 25ωc[-40]六、控制系統(tǒng)開環(huán)頻率特性曲線如圖示。P為開環(huán)右極點(diǎn)個(gè)數(shù)。г為積分環(huán)節(jié)個(gè)數(shù)。判別系統(tǒng)閉環(huán)后的穩(wěn)定性。〔要求簡單寫出判別依據(jù)〕〔12分〕+j+j+j+1+1+1ω=∞ω=∞ω=∞г=2г=3p=2p=0p=0word文檔精品文檔分享〔1〕〔2〕〔3〕word文檔精品文檔分享第 4頁七、控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G0(s)10將其教正為二階最正確系統(tǒng)，求(0.05s1)(0.005s1)校正裝置的傳遞函數(shù)G0〔S〕?！?2分〕一.填空題。〔10分〕1.傳遞函數(shù)分母多項(xiàng)式的根，稱為系統(tǒng)的微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為word文檔精品文檔分享3.并聯(lián)方框圖的等效傳遞函數(shù)等于各并聯(lián)傳遞函數(shù)之4.單位沖擊函數(shù)信號(hào)的拉氏變換式5.系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中有一個(gè)積分環(huán)節(jié)那么該系統(tǒng)為6.比例環(huán)節(jié)的頻率特性為。7.微分環(huán)節(jié)的相角為。8.二階系統(tǒng)的諧振峰值與有關(guān)。9.高階系統(tǒng)的超調(diào)量跟有關(guān)。型系統(tǒng)。word文檔精品文檔分享10.在零初始條件下輸出量與輸入量的拉氏變換之比，稱該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。二．試求以下圖的傳第函數(shù)(7分)word文檔精品文檔分享5頁G4R+C-G1G2G3word文檔精品文檔分享三．設(shè)有一個(gè)由彈簧、物體和阻尼器組成的機(jī)械系統(tǒng)〔如以下圖所示〕輸入量，位移為y〔t〕輸出量，列寫機(jī)械位移系統(tǒng)的微分方程〔，設(shè)外作用力10分〕F〔t〕為word文檔精品文檔分享kF〔t〕my〔t〕fword文檔精品文檔分享第 6頁四．系統(tǒng)構(gòu)造如下圖，其中K=8，T=0.25?！?5分〕〔1〕輸入信號(hào)xi〔t〕=1〔t〕，求系統(tǒng)的響應(yīng)；〔2〕計(jì)算系統(tǒng)的性能指標(biāo)tr、tp、ts〔5%〕、бp；〔3〕假設(shè)要求將系統(tǒng)設(shè)計(jì)成二階最正確ξ=0.707，應(yīng)如何改變K值word文檔精品文檔分享Xi〔s〕KX0〔t〕s(Ts1)word文檔精品文檔分享0.5五．在系統(tǒng)的特征式為A〔s〕=s6+2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0，試判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性〔8分〕word文檔精品文檔分享7頁六．最小相位系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性如下圖。試求開環(huán)傳遞函數(shù)和相位裕量γ?！?2分〕L(w)20-20db/dec12-40db/decw01014-60-20七．某控制系統(tǒng)的構(gòu)造如圖，其中G(s)K1)(0.001s1)s(0.1sK≥1000及υ≥４５。要求設(shè)計(jì)串聯(lián)校正裝置，使系統(tǒng)具有的性能指標(biāo)。〔13分〕XsX(s)i0Gc′(s)G(s)－word文檔精品文檔分享第8頁.1八．設(shè)采樣控制系統(tǒng)餓構(gòu)造如下圖，其中G(s)試判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。,T0.25ss(s4)xI(t)0x(t)〔10分〕TG(s)X0(s)XI(s)九．單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：G(s)K2,試?yán)L制K1)2(s4)(s由0->+∞變化的閉環(huán)根軌跡圖,系統(tǒng)穩(wěn)定的K值X圍。(15分)一、填空題： (每空1.5分，共15分)1.當(dāng)擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)破壞系統(tǒng)平衡時(shí)，有重新恢復(fù)平衡的能力那么該系統(tǒng)具有。2.控制方式由改變輸入直接控制輸出，而輸出對(duì)系統(tǒng)的控制過程沒有直接影響，叫。3.線性系統(tǒng)在零初始條件下輸出量與輸入量的之比，稱該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。4.積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為。word文檔精品文檔分享5.單位斜坡函數(shù)信號(hào)的拉氏變換式。word文檔精品文檔分享9頁系統(tǒng)速度誤差系數(shù)Kv=。word文檔精品文檔分享7.系統(tǒng)輸出由零上升到第一次穿過穩(wěn)態(tài)值所需要的時(shí)間為8.二階欠阻尼振蕩系統(tǒng)的峰值時(shí)間為。9.二階振蕩環(huán)節(jié)的頻率特性為。10.拉氏變換中初值定理為。。word文檔精品文檔分享二．設(shè)質(zhì)量-彈簧-摩擦系統(tǒng)如以下圖，f為摩擦系數(shù)，出量，試確定系統(tǒng)的微分方程。(11分)k為彈簧系數(shù)，p(t)為輸入量，x(t)為輸word文檔精品文檔分享M三.在無源網(wǎng)絡(luò)中，R1=100k212μF。試求網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)0rΩ,R=1MΩ,C=10μF,C=1U〔s〕/U(s),說明該網(wǎng)絡(luò)是否等效于兩個(gè)RC網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)？(12分)R12RC1Cur2u0word文檔精品文檔分享10頁四.設(shè)單位反應(yīng)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為K確定閉環(huán)系G(s)(s2)(s4)(s26s25)統(tǒng)持續(xù)振蕩時(shí)的k值。(12分)五.單位反應(yīng)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)10試中T1=0.1(s),s(1T1s)(1T2s)T2=0.5(s).輸入信號(hào)為r(t)=2+0.5t,求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差?！?1分〕word文檔精品文檔分享六.最小相位系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻漸進(jìn)線如下，試確定系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。(12分)word文檔精品文檔分享11頁word文檔精品文檔分享40302050-20.試求E(s)L(ω)0-20-400.1100ω-601et(12分)s2(1的z變換.s)word文檔精品文檔分享八.單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)Ks(s1)(0.5s1)〔1〕試?yán)L制K由0→+∞變化的閉環(huán)根軌跡圖；〔2〕用根軌跡法確定使系統(tǒng)的階躍響應(yīng)不出現(xiàn)超調(diào)的K值X圍；〔3〕為使系統(tǒng)的根軌跡通過-1±j1兩點(diǎn)，擬參加串聯(lián)微分校正裝置〔τs+1〕，試確定τ的取值?！?5分〕word文檔精品文檔分享12頁一。填空題〔26分〕1〕開環(huán)傳遞函數(shù)與閉環(huán)傳遞函數(shù)的區(qū)別是_______________________________________________________________________________________________。2〕傳遞函數(shù)是指_____________________________________________________________________________________________________________________。3〕頻率特性是指_____________________________________________________________________________________________________________________。4〕系統(tǒng)校正是指_____________________________________________________________________________________________________________________。5〕幅值裕量是指_____________________________________________________________________________________________________________________。6〕穩(wěn)態(tài)誤差是指_____________________________________________________________________________________________________________________?！?〕圖a的傳遞函數(shù)為G(s)=________________?！?〕圖b中的t=______?！?〕圖c的傳遞函數(shù)為G(s)=________________?！?0〕s3+5s2+8s+6=0此特征方程的根的實(shí)部小于-1時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定的k值X圍______。11〕圖d的傳遞函數(shù)為K=__________________。12〕圖e的ωc=________________。13〕圖f為相位__________校正。14〕圖g中的γ=________Kg=______________。15〕圖h、i、j的穩(wěn)定性一次為______、______、______。16〕A(s)=s6=2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0那么次系統(tǒng)是否穩(wěn)定________。17〕開環(huán)傳遞G(s)=k(T1s+1)/s2(T2s+1),(T1>T2,k、T1、T2)為常數(shù))那么γmax=______。iXo(s)C(t)1.3X(s)G1(s)——10.98G—t(s)2t圖a0.1圖bL(ω)L(ω)L(ω)207520[-20][-40]101050ω10ω10ωcω-201圖d-20圖e圖cword文檔精品文檔分享13頁ImcR1-0.61UiR2UoRe-0.6圖f圖gImImImReReRe-1P=3-1P=2-1P=1V=0V=1V=0圖h圖i圖j二、判斷題〔每題1分，共10分〕1.拉普拉斯變換的位移定理為0-s0()L[f(t-τ)=eF(τ+S)2.在任意線性形式下L[af(t)+bf(t)]=aF(s)+bF(s)()12123.原函數(shù)為f(t)coswt.那么象函數(shù)F〔S〕=S()S2W24.G(s)和G〔S〕為串聯(lián)連接那么等效后的構(gòu)造為()Gs〕.G〔S〕12125.r(t)1(t)那么R(s)1()S..tt那么X(t)t2(1e2)(6.設(shè)初始條件全部為零2X(t)X(t))7.一階系統(tǒng)在單位階躍響應(yīng)下p3T()8.二階系統(tǒng)在單位階躍信號(hào)作用下當(dāng)0時(shí)系統(tǒng)輸出為等幅振蕩()9.勞斯判拒判斷系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是特斯方程各項(xiàng)系數(shù)大于零()word文檔精品文檔分享14頁10.穩(wěn)態(tài)誤差為esslimS.E(s)()s.求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。Xo(s)/Xi(s)、Xo(s)/D(s)、E(s)/Xi(s)、E(s)/D(s)。〔10分〕D(s)Xi(s)E(s)1—2(s)—3Xo(s)—G(s)—GG(s)四．復(fù)合控制系統(tǒng)構(gòu)造圖如以下圖所示，圖中K1、K2、T1、T2是大于零的常數(shù)?！?0分〕G(s)X(s)E(s)coiX(s)K/Ts+1K/s(Ts+1)1212_a、確定當(dāng)閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，參數(shù)K1、K2、T1、T2應(yīng)滿足的條件。b、當(dāng)輸入γ(t)=Vot時(shí)，選擇校正裝置G(s)使得系統(tǒng)無穩(wěn)態(tài)誤差。word文檔精品文檔分享15頁五．設(shè)單位負(fù)反應(yīng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=K/[s(s+1)(0.25s+1)]要求系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)速度誤差系數(shù)Kv≥5，相角裕度γ′≥40o采用串聯(lián)校正，試確定校正裝置的傳遞函數(shù)。10分〕六.F(z)=8Z3+8Z2+8Z+3判斷該系統(tǒng)的穩(wěn)定性?！?0分〕word文檔精品文檔分享as七．單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)s2 as16word文檔精品文檔分享16頁(1)試?yán)L制參數(shù)a由0→+∞變化的閉環(huán)根軌跡圖；(2)判斷(3,j)點(diǎn)是否在根軌跡上；(3)由根軌跡求出使閉環(huán)系統(tǒng)阻尼比ξ=0.5時(shí)的a的值。.〔14分〕一.填空題〔每空1分，共14分〕1.當(dāng)擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)破壞系統(tǒng)平衡時(shí)，用其動(dòng)態(tài)過程中給定值與測(cè)量值之間產(chǎn)生的最大偏差來衡量系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程的。2.比例環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為。3.單位拋物線函數(shù)信號(hào)的拉氏變換式。4.系統(tǒng)特征方程的根具有一個(gè)根為零或?qū)嵅繛榱銜r(shí)，該系統(tǒng)為。5.系統(tǒng)位置誤差系數(shù)Kp=。6.一階慣性環(huán)節(jié)的頻率特性為。7.G〔s〕=1+Ts的相頻特性為。8.閉環(huán)頻率指標(biāo)有、、。9.常用的校正裝置有、、。10.z變換中的z定義為。二.分析下述系統(tǒng)的穩(wěn)定性.〔21分〕1.系統(tǒng)特征方程為 : D(s)=s4+2s3+s2+2s+1=0試判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性;〔4分〕2.最小相角系統(tǒng)的開環(huán)幅相曲線如圖1所示,試確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性;〔4分〕ω=ωImL(ω)c11ω=∞20ωωReωc-10-90ω=0-180ф(ω)1圖2word文檔精品文檔分享17頁3.開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性如圖 2所示,而且有v=1,p=1試判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性;〔6分〕4.最小相角系統(tǒng)開環(huán)增益為K時(shí),對(duì)數(shù)幅頻特性L(ω)如圖3所示,現(xiàn)要求相角裕度為γ=45°,試確定開環(huán)增益如何變化?〔7分〕L(ω)-206ωcω0ω1-403三.系統(tǒng)構(gòu)造如圖 4所示,試求系統(tǒng)傳遞函數(shù)Ф(s)=C(s).〔8分〕R(s)R(s)G3C(s)G1H1H2G2圖4四.某單位反應(yīng)系統(tǒng)構(gòu)造圖如圖5(a)所示,其單位階躍響應(yīng)曲線如圖5(b)所示,試確定開環(huán)增益K和時(shí)間常數(shù)T1,T2?！?0分〕H(t)R(s)K1.20C(s)0.95(T1s1)(T2s1)(a)t/s01〔b〕word文檔精品文檔分享18頁5五.系統(tǒng)構(gòu)造如圖 6所示.〔12分〕試?yán)L制Ta=0時(shí)的閉環(huán)極點(diǎn);2.確定使系統(tǒng)為過阻尼狀態(tài)時(shí)的Ta值X圍;3.確定阻尼比§=0.5時(shí)的Ta值,確定相應(yīng)的閉環(huán)極點(diǎn)位置,并計(jì)算此時(shí)輸入r(t)=t時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差essE(s)R(s)1C(s)1ssTa6word文檔精品文檔分享六.系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù):G(s)H(s)=K(ts1)假設(shè)t>T,t=T,t<T,試分別繪制這3種情況下s2(Ts1)word文檔精品文檔分享第 19頁的幅相曲線.〔12分〕七.求f(t)=t的Z變換.〔10分〕八.單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)(sa)/4s2(s1)1〕試?yán)L制參數(shù)a由0→+∞變換的閉環(huán)根軌跡圖；2〕求出臨界阻尼比ξ=1時(shí)的閉環(huán)傳遞函數(shù)?！?3分〕word文檔精品文檔分享20頁一.填空題〔每空1.5分，共15分〕1.線性系統(tǒng)在輸出量與輸入量的拉氏變換之比，稱該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。2.一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為。3.系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中有兩個(gè)積分環(huán)節(jié)那么該系統(tǒng)為型系統(tǒng)。4.二階欠阻尼振蕩系統(tǒng)的最大超調(diào)量為。5.頻率特性包括。6.對(duì)數(shù)幅頻特性 L〔ω〕=。7.高階系統(tǒng)的諧振峰值與有關(guān)。8.單位階躍信號(hào)的 z變換為。9.分支點(diǎn)逆著信號(hào)流向移到G〔s〕前，為了保證移動(dòng)后的分支信號(hào)不變，移動(dòng)的分支應(yīng)串入。10.高階系統(tǒng)中離虛軸最近的極點(diǎn)，其實(shí)部小于其他極點(diǎn)的實(shí)部的1/5，并且附近不存在零點(diǎn)，那么該極點(diǎn)稱為系統(tǒng)的。二.試求以下圖的傳第函數(shù)(8分)word文檔精品文檔分享RCword文檔精品文檔分享-G1-G2G3word文檔精品文檔分享G4G5word文檔精品文檔分享21頁.如下圖有源電路，設(shè)輸入電壓為ui(t)，輸出電壓為uc(t)為運(yùn)算放大器開環(huán)放大倍數(shù)，試列寫出微分方程(12分)R1u(t)1i1(t)i2(t)uc(t)ui(t)C1C2四.確定以下圖所示閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)K的取值X圍。(10分)Xi〔s〕X0〔s〕Ks(s2 s1)(s4)五.單位反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G〔s〕=10(s1)。試求輸入信號(hào)xi=2+2t+t2時(shí)，系統(tǒng)的s(s4)穩(wěn)定誤差。〔13分)word文檔精品文檔分享第 22頁六.最小相位系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性如下圖。試求開環(huán)傳遞函數(shù)和相位裕量γ。(15分)L(w)10-20db/dec20w012-40-20七.系統(tǒng)的構(gòu)造如下圖，求系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)。(12分)x0*(t)0x(t)e(t)1X(z)iG1(s)e(t)G2(s)x0(t)Xi(s)_TTE1(s)_x0(s)word文檔精品文檔分享H(s)word文檔精品文檔分享23頁八.設(shè)負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：G(s)K;試?yán)L制K由0->∞變化(s0.2)(s0.5)(s1)的閉環(huán)根軌跡圖。〔15分〕.填空題〔40分〕1〕控制系統(tǒng)的根本要求是_____________、_____________、_____________。2〕脈沖傳遞函數(shù)是___________________________________________________________________________________________________________________。3〕幅頻特性是指_____________________________________________________________________________________________________________________。4〕系統(tǒng)校正是指_____________________________________________________________________________________________________________________。5〕幅值裕量是指_____________________________________________________________________________________________________________________。6〕香農(nóng)定理是指_____________________________________________________________________________________________________________________。〔7〕圖a的傳遞函數(shù)為G(s)=________________?！?〕圖b的閉環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=________________。〔9〕圖c的傳遞函數(shù)為G(s)=________________?！?0〕s3+5s2+8s+6=0此特征方程的根的實(shí)部小于-1時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定的k值X圍______。word文檔精品文檔分享24頁11〕圖d的傳遞函數(shù)為K=__________________。12〕圖e的ωc=________________。13〕圖f為相位__________校正。14〕圖g中的γ=________Kg=______________。15〕圖h、i、j的穩(wěn)定性一次為______、______、______。16〕A(s)=s6=2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0那么次系統(tǒng)是否穩(wěn)定________?！?7〕開環(huán)傳遞G(s)=k(T1s+1)/s2(T2s+1),(T1>T2,k、T1、T2為常數(shù))那么γmax=______。word文檔精品文檔分享L(ω)20L(ω)751050ω[-20][-40]-201圖d10ω圖cC(t)Xi(s)Xo(s)1.3——1—G2(s)aR1UiR2cUofImImReRe-1P=1-1P=2V=2V=1L(ω)20[-20]1010ωc-20ω圖et0.1圖bIm1Re-0.8gImRe-1P=1V=0word文檔精品文檔分享圖h圖i圖kword文檔精品文檔分享25頁二.判斷題〔每題2分，共10分〕1.在任意線性形式下L[af(t)-bf(t)]=aF(s)-bF(s)()12122.拉普拉斯變換的終值定理為limf(t)limsF(s)()ts3.Gs〕和G〔S〕為并串聯(lián)連接那么等效后的構(gòu)造為GsG〔S〕()1212...2t3(t)那么X(t)2sin4.設(shè)初始條件全部為零X(t)X(t)X(t)et()325.一階系統(tǒng)在單位階躍響應(yīng)下ts(5%)3T()三.求以下圖對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)微分方程〔10分〕R1C1R2uiuoC2.求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。Y1(s)/X1(s)、Yo(s)/X2(s)、Y2(s)/X1(s)、Y2(s)/X2(s)。〔10分〕X1(s)Y1(s)G1(s)—G2(s)G4(s)—2(s)Y(s)X2G3(s)word文檔精品文檔分享第 26頁五.復(fù)合控制系統(tǒng)構(gòu)造圖如以下圖所示，圖中K1、K2、T1、T2是大于零的常數(shù)。Gc(s)Xi(s)E(s)Xo(s)K1/T1s+1K2/s(T2s+1)_word文檔精品文檔分享c、確定當(dāng)閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，參數(shù)K1、K2、T1、T2應(yīng)滿足的條件。d、當(dāng)輸入γ(t)=Vot時(shí)，選擇校正裝置G(s)使得系統(tǒng)無穩(wěn)態(tài)誤差?！?0分〕word文檔精品文檔分享六.構(gòu)造圖如下，T=1s，求G(z)?！?0分〕word文檔精品文檔分享Xi(t)Xo(t)word文檔精品文檔分享(1—e-Ts)/s1/[s(s+1)]word文檔精品文檔分享第 27頁七.設(shè)負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：K;G(s)5)(s2(s1)(s6s13)試?yán)L制K由0->∞變化的閉環(huán)根軌跡圖。〔10分〕一、填空題〔每空1分，共10分〕1.線性系統(tǒng)在零初始條件下的拉氏變換之比，稱該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。2.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，完全由系統(tǒng)的決定，而與外界作用信號(hào)的形式無關(guān)。3.系統(tǒng)特征方程的根具有一個(gè)正根或復(fù)根有負(fù)實(shí)部時(shí)，該系統(tǒng)為。4.系統(tǒng)輸出超過穩(wěn)態(tài)值到達(dá)第一個(gè)峰值所需的時(shí)間為。5.由傳遞函數(shù)怎樣得到系統(tǒng)的頻率特性。6.積分環(huán)節(jié)的頻率特性為。7.純遲延環(huán)節(jié)的頻率特性為。8.G〔s〕=1+Ts的幅頻特性為。9.高階系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間跟有關(guān)。10.幅頻特性最大值與零頻幅值之比為。二．試求以下圖的傳遞函數(shù)(7分)H2G4R-+C-G1-G2G3H1word文檔精品文檔分享第 28頁三．畫出以下圖所示電路的動(dòng)態(tài)構(gòu)造圖(10分)R1u1(t)i1(t)i2(t)iC1C2u(t)u(t)c四．系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為x0〔t〕=1-1.8e4t+0.8e9t。試求：〔1〕閉環(huán)傳遞函數(shù)；〔2〕系統(tǒng)的阻尼比ξ和無阻尼自然振蕩頻率ωn；〔3〕系統(tǒng)的超調(diào)量σp和調(diào)節(jié)時(shí)間ts。(13分)word文檔精品文檔分享第 29頁word文檔精品文檔分享五．在系統(tǒng)的特征式為A〔s〕=s6+2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0，試求系統(tǒng)的特征根。word文檔精品文檔分享(8分)word文檔精品文檔分享六.最小相位系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性如下圖。試求開環(huán)傳遞函數(shù)和相位裕量γ。(14分)L(w)-40db/dec10-20db/decw081-40word文檔精品文檔分享30頁七．設(shè)單位反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)K為要求系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)速度誤差系數(shù)s(s1)(0.25s1)。(15分)Ｋv≥5,相角裕度υ′≥４０，采用串聯(lián)滯后校正，試確定校正裝置的傳遞函數(shù)。八．F(z)z求z的反變換。(8分)0.5)(z1)2(z九、系統(tǒng)方框圖如以下圖，求〔1〕當(dāng)閉環(huán)極點(diǎn)為s13j時(shí)的K,K1值；〔2〕在上面所確定的K1值下，試?yán)L制K由0→+∞變化的閉環(huán)根軌跡圖〔15分〕R(s)KC(s)-s2word文檔精品文檔分享1+K1sword文檔精品文檔分享31頁一.選擇題〔每題1分，共10分〕1.反應(yīng)控制系統(tǒng)又稱為〔〕A.開環(huán)控制系統(tǒng)B．閉環(huán)控制系統(tǒng)B.擾動(dòng)順饋補(bǔ)償系統(tǒng) D．輸入順饋補(bǔ)償系統(tǒng)2.位置隨動(dòng)系統(tǒng)的主反應(yīng)環(huán)節(jié)通常是〔〕A．電壓負(fù)反應(yīng)B．電流負(fù)反應(yīng)C．轉(zhuǎn)速負(fù)反應(yīng)D．位置負(fù)反應(yīng)3.如果典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為減幅振蕩(又稱阻尼振蕩 )，那么其阻尼比〔〕A．ξ<0B．ξ=0C．0<ξ<1D．ξ≥14.G(s)=1/[(S+1)(S+2)(S+3)(S+4)]環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)相頻特性的高頻漸近線斜率為〔〕A．-20dBB．-40dBC．-60dBD．-80dB5.某自控系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=1/[(S+1)(S+2)]，那么此系統(tǒng)為〔〕A．穩(wěn)定系統(tǒng)B．不穩(wěn)定系統(tǒng)C．穩(wěn)定邊界系統(tǒng)D．條件穩(wěn)定系統(tǒng)6．假設(shè)一系統(tǒng)的特征方程式為(s+1)2(s－2)2+3＝0，那么此系統(tǒng)是〔〕A．穩(wěn)定的B．臨界穩(wěn)定的C．不穩(wěn)定的D．條件穩(wěn)定的7.以下性能指標(biāo)中的()為系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)指標(biāo)。A.σPB.tsC.ND.ess8.以下系統(tǒng)中屬于開環(huán)控制的為：( )A.自動(dòng)跟蹤雷達(dá)B.數(shù)控加工中心C.普通車床D.家用空調(diào)器9.RLC串聯(lián)電路構(gòu)成的系統(tǒng)應(yīng)為 ()環(huán)節(jié)。A比例B.慣性C.積分D.振蕩10.輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的相位差隨頻率變化的關(guān)系是()。A.幅頻特性B.相頻特性C.傳遞函數(shù)D.頻率響應(yīng)函數(shù)二．試求以下圖的傳遞函數(shù) (6分)G3RG1++C-G2-word文檔精品文檔分享H3word文檔精品文檔分享32頁H1H2三．畫出如下圖電路的動(dòng)態(tài)構(gòu)造圖(10分)LsIL(s)IR(s)1Ui〔t〕Uc〔s〕sc四．某單位反應(yīng)系統(tǒng)構(gòu)造如以下圖所示，xi〔t〕=t，d〔t〕=-0.5。試計(jì)算該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。(11分)D(s)word文檔精品文檔分享X(s)4i0.2s10.5X0(s)s(3s1)word文檔精品文檔分享第 33頁五．設(shè)復(fù)合控制系統(tǒng)如以下圖所示。其中，K1=2K2=1，T2=0.25s，K2K3=1。要求〔1〕當(dāng)r〔t〕=1+t+〔1/2〕t2時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；〔2〕系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)表達(dá)式(11分)K3SR+k2C-k1s(T2s1)_六.最小相位系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性如下圖。試求開環(huán)傳遞函數(shù)和相位裕量γ。(15分)L(w)-20db/decword文檔精品文檔分享34頁1010w01-40-20K七．某Ⅰ型單位反應(yīng)系統(tǒng)固有的開環(huán)傳遞函數(shù)為,G(s)1)要求系統(tǒng)在單位斜坡輸入信s(se減切頻率ωc’≥4.4rad/s,。號(hào)時(shí)，位置輸入穩(wěn)態(tài)誤差相角裕度υ’≥４５幅值裕ss≤0.1,度Ｋg(dB)≥100Db.試用以下圖無源和有源相位超前網(wǎng)絡(luò)矯正，系統(tǒng)，使其滿足給定的指標(biāo)要求。(13分)word文檔精品文檔分享八．系統(tǒng)構(gòu)造如下圖，求輸出量z的變換X0(z).(10分)word文檔精品文檔分享第35頁G5Tx0*(t+X0(z)xI(tG1G2G3x0(t)XI(s)_TG4X0(s)九.系統(tǒng)方框圖如圖2-4-21所示，繪制 a由0→+∞變化的閉環(huán)根軌跡圖，并要求：1〕求無局部反應(yīng)時(shí)系統(tǒng)單位斜坡響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差、阻尼比及調(diào)節(jié)時(shí)間；2〕討論a=2時(shí)局部反應(yīng)對(duì)系統(tǒng)性能的影響；〔3〕求臨界阻尼時(shí)的a值。〔15分〕word文檔精品文檔分享R(s)E(s)1C(s)word文檔精品文檔分享s(s1)word文檔精品文檔分享--as2-4-21word文檔精品文檔分享36頁一．選擇題〔每題1分，共10分〕1.利用奈奎斯特圖可以分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的〔〕A.穩(wěn)態(tài)性能B.動(dòng)態(tài)性能C.穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能D.抗擾性能2.有一線性系統(tǒng)，其輸入分別為u1(t)和u2(t)時(shí)，輸出分別為y1(t)和y2(t)。當(dāng)輸入為a1u1(t)+a2u2(t)時(shí)(a1,a2為常數(shù))，輸出應(yīng)為〔〕A.ay(t)+y(t)B.ay(t)+a2y(t)C.ay(t)-ay(t)D.y(t)+ay(t)11211211221223.某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為c1TS(0<β<1)，那么該裝置是〔〕G(S)=KTS超前校正裝置B.滯后校正裝置C.滯后——超前校正裝置D.超前——滯后校正裝置4.1型系統(tǒng)開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻漸近特性的低頻段斜率為〔〕A.-40(dB/dec)B.-20(dB/dec)C.0(dB/dec)D.+20(dB/dec)K(sz1)，其中p2>z1>p1>0，那么實(shí)軸上的根軌跡為〔〕5.開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)H(s)=(sp1)(sp2)21,-p12]A.〔-∞，-p],[-z]B.(-∞,-pC.[-p1,+∞]D.[-z1,-p1]6.設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=1，那么系統(tǒng)的阻尼比為〔〕5s25s211B.1C.1D.1A.52257.設(shè)單位負(fù)反應(yīng)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)KGo(s)=，其中K>0,a>0，那么閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)s(sa)定性與〔〕A.K值的大小有關(guān)B.a值的大小有關(guān)C.a和K值的大小有關(guān)D.a和K值的大小無關(guān)8.在伯德圖中反映系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的是()。A.低頻段B.中頻段C.高頻段D.無法反映9.設(shè)開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性G(jω)=1，當(dāng)ω=1rad/s時(shí)，其頻率特性幅值G(1)=()。(1j)2A.1B.211C.D.24word文檔精品文檔分享第37頁10.開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=K,那么實(shí)軸上的根軌跡為()。s3(s3)A.［-3,∞］B.［0,∞］C.(-∞,-3)D.［-3,0］二．系統(tǒng)的構(gòu)造圖如下：試求傳遞函數(shù)C〔s〕/R〔s〕?！?5分〕。word文檔精品文檔分享R__GGword文檔精品文檔分享三．系統(tǒng)特征方程為65432試判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性〔6分〕s+30s+20s+10s+5s+20=0word文檔精品文檔分享38頁四．系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)222e=r-c,試求系統(tǒng)C〔s〕/R〔s〕為ωn/(s+2ξωns+ωn)誤差定義為在r(t)為l(t)、tl(t)時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差?！?5分〕10(s1)五．控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)s2(0.01s1)畫出幅頻特性曲線，試判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并計(jì)算穩(wěn)定裕度γ。〔15分〕六．系統(tǒng)校正前后的開環(huán)傳遞函數(shù)如圖，試求校正裝置?！?5分〕L-40-20-20ω0.111020word文檔精品文檔分享-40word文檔精品文檔分享39頁七．設(shè)系統(tǒng)的構(gòu)造如以下圖所示，采樣周期T=1s，設(shè)K=10，設(shè)分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并求系統(tǒng)的臨界放大系數(shù)。〔15分〕R(s)eTsKC(s)1s(s1)_s八．假設(shè)某系統(tǒng)，當(dāng)階躍輸入作用r(t)=l(t)時(shí)，在零初始條件下的輸出響應(yīng)為C(t)=1-e-2t+e-t.試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和脈沖響應(yīng)。〔9分〕一．判斷題〔每題1分，共10分〕1．在任意線性形式下L[af(t)+bf(t)]=aF(s)+bF(s)〔〕12122．拉普拉斯變換的微分法那么L[d2f(t)]S2F(s).〔〕dt2word文檔精品文檔分享40頁3．G1s〕和G2〔S〕為并串聯(lián)連接那么等效后的構(gòu)造為G1sG2〔S〕〔〕4．一階系統(tǒng)在單位階躍響應(yīng)下ts(5%)3T〔〕5．二階系統(tǒng)在單位階躍信號(hào)作用下當(dāng)0時(shí)系統(tǒng)輸出為等幅振蕩〔〕6.勞斯判拒判斷系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是特斯方程各項(xiàng)系數(shù)大于零〔〕7．系統(tǒng)的特征方程為3s410s35s2s20那么該系統(tǒng)穩(wěn)定〔〕8．單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)中G(s)2當(dāng)r(t)1t2時(shí)ess0〔〕s(s1)(0.5s1)29．.典型比例環(huán)節(jié)相頻特性(w)00〔〕1的轉(zhuǎn)折頻率為4〔〕10．G(s)4s1二．倉庫大門自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理如下圖，試說明自動(dòng)控制大門開啟和關(guān)閉的工作原理，并畫出系統(tǒng)的原理方框圖。(10分)絞盤放大器電動(dòng)機(jī)電位器關(guān)門開關(guān)大門開門開關(guān)word文檔精品文檔分享41頁三．電路如下圖， ur(t)為輸入量，uc(t)為輸出量，試列寫該電網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)方程并求傳遞函uc(s)/ur(s)。(13分)R1u0Luri1+i2Ci1i2R2uc四．控制系統(tǒng)如下圖，試確定系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。(13分)n=0.1word文檔精品文檔分享r=1+te-1s10cs(0.2s1)word文檔精品文檔分享0.5word文檔精品文檔分享第42頁五．單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的構(gòu)造圖如下圖，試畫出K>0時(shí)閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡圖〔要求按步驟作〕。(13分)R(s)K(s2)C(s)s(s20)2s22六．系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為(s)n2當(dāng)輸入r(t)=2sint時(shí)，測(cè)得輸出s22nsnc(t)=4sin(t-45)，試確定系統(tǒng)的參數(shù)ζ，n。(13分)sword文檔精品文檔分享43頁七．系統(tǒng)構(gòu)造如下圖，當(dāng)K=10，T=0.1時(shí)，系統(tǒng)的截止頻率ωc=5假設(shè)要求ωc不變，要求系統(tǒng)的相穩(wěn)定裕度提高45，問應(yīng)如何選擇K，T？(15分)word文檔精品文檔分享r(t)e-K(Ts1)c(t)s1G(s)word文檔精品文檔分享10z八．(13分)試求F(z)=(z 1)(z 2)的Z反變換。word文檔精品文檔分享一.判斷題(每題1.5分，共15分)1.拉普拉斯變換的積分法那么2]1L[f(t)(dt)s2F(S)一階系統(tǒng)在單位階躍響應(yīng)下ts(2%)3T3.二階系統(tǒng)在單位階躍信號(hào)作用下當(dāng)01時(shí)系統(tǒng)輸出為等幅振蕩4.穩(wěn)態(tài)誤差為esslime(t)s5.系統(tǒng)的特征方程為s320s29s1000那么該系統(tǒng)穩(wěn)定6.單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)中G(s)2當(dāng)r(t)1(t)時(shí)ess0s(s1)(0.5s1)7.系統(tǒng)輸出的振幅與輸入振幅之比稱為幅頻特性8.頻率特性只對(duì)系統(tǒng)適用，對(duì)控制元件，部件，控制裝置不適用9.在正弦信號(hào)作用下，輸出的穩(wěn)態(tài)分量與輸入的參數(shù)比稱為頻率特性10.對(duì)幅頻特性的縱坐標(biāo)用 L〔ω〕表示且L〔ω〕=20LgA(ω)( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )word文檔精品文檔分享第44頁二.化簡構(gòu)造圖，求系統(tǒng)傳遞函數(shù)C(s)?〔10分〕R(s)〔2〕①.當(dāng)A〔s〕=G〔s〕時(shí)，求C(s)〔8分〕R(s)N〔s〕=0N(s)R(s)+++C(s)G〔s〕+A〔s〕H〔s〕-②...上題中當(dāng)100,r〔t〕=0，n〔t〕=1〔t〕時(shí)，選擇HG〔s〕=A〔s〕=(s1)(s2)〔s〕使limc(t)=0?！?分〕t三.系統(tǒng)如右，K* 0，畫根軌跡?！?3分〕word文檔精品文檔分享45頁四.傳遞函數(shù)G〔s〕=s4s33s22s5，試判斷此傳遞函數(shù)是否為最22s3164s2458s315小相位傳遞函數(shù)?！?2分〕五.開環(huán)傳遞函數(shù)500(s2)Gk〔s〕=2(s,畫出對(duì)數(shù)幅頻特性曲線〔用分段直線近似(s1)50)表示〕?！?2分〕word文檔精品文檔分享46頁六.s2〔13分〕F(s)2求f(t)?s(s1)(s3)七．序列3z31.2z20.52zx(n)和y(n)的Z變換為X(z)0.4z0.12)(z1)(z2Y(z)10z〔10分〕試確定序列x(n)和y(n)的初值和終值(z1)(z2)一.判斷題(每題1.5分，共15分)1.拉普拉斯變換的微分法那么L[d2f(t)]S2F(s)〔〕dt2word文檔精品文檔分享第47頁t2.一階系統(tǒng)在單位階躍響應(yīng)為y(t)1eT〔〕T3.二階系統(tǒng)在單位階躍信號(hào)作用下當(dāng)0時(shí)系統(tǒng)輸出為等幅振蕩〔〕4.系統(tǒng)的特征方程為3s410s35s2s20那么該系統(tǒng)穩(wěn)定〔〕5.單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)中G(s)2當(dāng)r(t)3(t)時(shí)ess0〔〕s(s1)(0.5s1)6.系統(tǒng)輸出的相位與輸入相位之差稱為相頻特性〔〕7.頻率特性適用于線性正常模型.〔〕8.典型比例環(huán)節(jié)相頻特性(w)00〔〕9.開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線低頻積的形狀只決定于系統(tǒng)的開環(huán)增益K和積分環(huán)節(jié)的數(shù)目V〔對(duì)最小相位系統(tǒng)而言〕〔〕10.諧振峰值反映了系統(tǒng)的平穩(wěn)性〔〕二.對(duì)于圖所示系統(tǒng)，假設(shè)運(yùn)算放大器是理想的運(yùn)算放大器，被控對(duì)象是不可改變的?！?〕.畫出系統(tǒng)方塊圖，寫出傳遞函數(shù)Vo(s)；(10分)Vi(s)〔2〕.求系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)。分析系統(tǒng)是否處于欠阻尼狀態(tài)，如果不是，如何改善系統(tǒng)才能既不提高系統(tǒng)的階次又能使系統(tǒng)處于欠阻尼狀態(tài)。(10分)被控對(duì)象1MΩ1μFVi1MΩ1MΩ1MΩVo---V1V21MΩword文檔精品文檔分享48頁三.判斷特征方程為 s3+7s2+17s+11=0的系統(tǒng)是否具有=1的穩(wěn)定裕度。(10分)四．反應(yīng)控制系統(tǒng)如下圖，被控對(duì)象及測(cè)量環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)不可改變，Gc〔s〕為控制器傳遞函數(shù)，R〔s〕為控制輸入，C〔s〕為輸出，N1〔s〕、N2〔s〕分別為加在被控對(duì)象輸入、輸出上的干擾，N3〔s〕為測(cè)量干擾。要求系統(tǒng)分別在響應(yīng)：1〕r(t)=t*1(t),n1(t)=n2(t)=n3(t)=02〕r(t)=1(t),n1(t)=1(t),n2(t)=n3(t)=03〕r(t)=1(t),n2(t)=1(t),n1(t)=n3(t)=04〕r(t)=1(t),n3(t)=1(t),n1(t)=n2(t)=0時(shí)，穩(wěn)態(tài)誤差為零。試求以上4鐘情況各對(duì)控制器傳遞函數(shù)Gc〔s〕有何要求？(14分)N1(s)N2(s)控制器被控對(duì)象+C(s)R(s)++2+G〔s〕+s(s2)-N3(s)測(cè)量環(huán)節(jié)10+s 10+word文檔精品文檔分享第 49頁五.系統(tǒng)閉環(huán)特征方程為s3-3s2+2s+K(s+10)=0，試概略繪制K由0→+∞變化的閉環(huán)根軌跡圖。(12分)六.設(shè)單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為K(1s)Gk(s)其中K>0，假設(shè)選定奈奎斯路徑如下圖：s(5s1)1〕畫出系統(tǒng)與該奈氏路徑的奈氏曲線[即該奈氏路徑在Gk〔s〕平面中的映射；2〕根據(jù)所畫奈氏曲線即奈奎斯特穩(wěn)定判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的條件；〔3〕當(dāng)閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定時(shí)計(jì)算閉環(huán)系統(tǒng)在右半s平面的極點(diǎn)數(shù)。(15分)Im=+∞①②ω=0+R→∞④0Reω=0-③Γs=-∞word文檔精品文檔分享第50頁七.一單位反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性如下圖：(14分)〔1〕系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)；〔2〕以梅遜增益公式為根底，畫出與該系統(tǒng)相應(yīng)的信號(hào)流圖〔也可用直接分解法〕；L(ω),dB0-20dB/dec3ω2/3rad/s-40dB/dec一．選擇題：(每題1.5分，共15分)實(shí)驗(yàn)中可以從()獲取頻率特性。A.穩(wěn)定的線性和非線性系統(tǒng)B.不穩(wěn)定的線性和非線性系統(tǒng)word文檔精品文檔分享C.不穩(wěn)定的線性系統(tǒng)D.穩(wěn)定的線性系統(tǒng)word文檔精品文檔分享2.傳遞函數(shù)的概念適用于〔〕系統(tǒng)。word文檔精品文檔分享A．線性、非線性C．非線性定常B.D.線性非時(shí)變線性定常word文檔精品文檔分享3．系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能包括〔〕。word文檔精品文檔分享A．穩(wěn)定性、平穩(wěn)性C．快速性、穩(wěn)定性B.D.平穩(wěn)性、快速性穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性word文檔精品文檔分享第 51頁word文檔精品文檔分享4．確定系統(tǒng)根軌跡的充要條件是〔〕。word文檔精品文檔分享A．根軌跡的模方程B.根軌跡的相方程word文檔精品文檔分享C．根軌跡增益D.根軌跡方程的階次word文檔精品文檔分享5．正弦信號(hào)作用于線性系統(tǒng)所產(chǎn)生的頻率響應(yīng)是〔〕。word文檔精品文檔分享A．輸出響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)分量B.輸出響應(yīng)的暫態(tài)分量word文檔精品文檔分享C．輸出響應(yīng)的零輸入分量D.輸出響應(yīng)的零狀態(tài)分量word文檔精品文檔分享6．系統(tǒng)的傳遞函數(shù)完全決定于系統(tǒng)的()。word文檔精品文檔分享A．輸入信號(hào)B.輸出信號(hào)word文檔精品文檔分享C.構(gòu)造和參數(shù)D.擾動(dòng)信號(hào)word文檔精品文檔分享7．控制系統(tǒng)的相位穩(wěn)定裕量反咉了系統(tǒng)的( )。word文檔精品文檔分享A．穩(wěn)定性B.穩(wěn)態(tài)性能word文檔精品文檔分享C.快速性D.動(dòng)態(tài)性能word文檔精品文檔分享8．一般來說，系統(tǒng)增加積分環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性將〔〕。word文檔精品文檔分享A．變好B.變壞C.不變D.可能變好也可能變壞word文檔精品文檔分享9．系統(tǒng)開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性L(ω)中頻段主要參數(shù)的大小對(duì)系統(tǒng)的〔〕性能無影響。word文檔精品文檔分享A.動(dòng)態(tài)B.穩(wěn)態(tài)C.相對(duì)穩(wěn)定性D.響應(yīng)的快速性word文檔精品文檔分享10．反應(yīng)控制系統(tǒng)又稱為〔〕word文檔精品文檔分享A．開環(huán)控制系統(tǒng)C．?dāng)_動(dòng)順饋補(bǔ)償系統(tǒng)BD．閉環(huán)控制系統(tǒng)．輸入順饋補(bǔ)償系統(tǒng)word文檔精品文檔分享二．系統(tǒng)構(gòu)造圖如下，試求〔1〕當(dāng)k10時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能；〔2〕使系統(tǒng)阻尼比0.707的k值；〔3〕當(dāng)k1.6時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。(15分)word文檔精品文檔分享第 52頁三.系統(tǒng)方框如下圖，E〔s〕=R〔s〕—C〔s〕,試求傳遞函數(shù)：〔10分〕1〕C(s)，C(s)，C(s)；R(s)N1(s)N2(s)〔2〕E(s)，E(s)，E(s)。G2N2(s)1R(s)N1(s)N2(s)R(s)+N1(s)-C(s)G1G2G3--.〔15分〕系統(tǒng)構(gòu)造如下圖：求K* 0時(shí)的根軌跡。word文檔精品文檔分享第 53頁五.系統(tǒng)方框圖如下圖，設(shè)r〔t〕=n〔t〕=1〔t〕，系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)如下：word文檔精品文檔分享K1G1〔s〕=，G2〔s〕=0.05s1s5H〔s〕=2.5word文檔精品文檔分享試求：〔1〕系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；〔2〕在擾動(dòng)作用點(diǎn)左側(cè)的前向通路中串入積分因子1，后，求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；s〔3〕在擾動(dòng)作用點(diǎn)右側(cè)的前向通路中串入積分因子1，后，求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；s〔4〕在〔3〕所述的情況下，擬對(duì)擾動(dòng)加裝補(bǔ)償環(huán)節(jié)，以使擾動(dòng)對(duì)輸出無影響，試求補(bǔ)償環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)并畫出補(bǔ)償后的方框圖?！?5分〕N(s)R(s)E(s)1G2(s)C(s)G(s)-H(s)word文檔精品文檔分享54頁六.某控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為6;G〔s〕=s(0.2s1)(0.5s1)試求系統(tǒng)的相位裕量和幅值裕量；b)c10.4s的串聯(lián)超前校正裝置，試?yán)L制校正后系統(tǒng)的伯德如采用傳遞函數(shù)G〔s〕=10.08s圖〔不用修正〕，并求此時(shí)的相位裕量；c)討論校正后系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能有何改良?！?5分〕word文檔精品文檔分享55頁七、采樣控制系統(tǒng)框圖如下：其中T=1.K=10.試分析該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。并求該系統(tǒng)臨界穩(wěn)定時(shí)K值?！?5分〕R(S)tskC(S)1ess(s1)一.選擇題〔.每題2分，共20分〕1.單位斜坡函數(shù)f(t)=t的拉氏變換式F(s)=〔〕A．sB．1C．S2D．1/S22．單位拋物線輸入函數(shù)r(t)的數(shù)學(xué)表達(dá)式是r(t)＝〔〕A．a(chǎn)t2B．1/2Rt2C．t2D．1/2t23．當(dāng)二階系統(tǒng)特征方程的根為具有負(fù)實(shí)部的復(fù)數(shù)根時(shí)，系統(tǒng)的阻尼比為〔〕A．ζ<0B．ζ＝0C．0<ζ<1D．ζ≥14．單位反應(yīng)控制系統(tǒng)在階躍函數(shù)作用下，穩(wěn)態(tài)誤差e為常數(shù)，那么此系統(tǒng)為〔〕ssA．0型系統(tǒng)B．I型系統(tǒng)C．Ⅱ型系統(tǒng)D．Ⅲ型系統(tǒng)5．設(shè)某環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s)＝1，當(dāng)ω＝0.5rad／s時(shí)，其頻率特性相位移θ(0.5)=2s1〔〕A．－B．－C．D．46646．超前校正裝置的最大超前相角可趨近〔〕A．－90°B．－45°C．45°D．90°7．單位階躍函數(shù)的拉氏變換是〔〕word文檔精品文檔分享第56頁A．1B．1C．1D．1s3s2s8．比例微分控制器中，微分時(shí)間常數(shù)越大，那么系統(tǒng)的〔〕A．動(dòng)態(tài)偏差越小B．動(dòng)態(tài)偏差越大C．振蕩越小D．過渡過程縮短9．同一系統(tǒng)，不同輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間傳遞函數(shù)的特征方程〔〕A．一樣B．不同C．不存在D．不定10．2型系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性的低頻段漸近線斜率為〔〕A．－60dB／decB．－40dB／decC．－20dB／decD．0dB／dec二.判斷題〔每題2分，共10分〕1..f(t)=1-e-2t的Z變換為1〔〕1Z2.頻率特性的中頻段反映系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。幅值穿越頻率ωc決定著系統(tǒng)的放大系數(shù)和系統(tǒng)型別?！病?.系統(tǒng)開環(huán)零點(diǎn)數(shù)等于系統(tǒng)的根軌跡的條數(shù)?！病?.假設(shè)系統(tǒng)的穿越頻率ωc大，那么調(diào)節(jié)速度快，即ts就小?！病?.特征方程的根s=σ，為實(shí)數(shù)根有m重極點(diǎn)那么對(duì)應(yīng)的時(shí)域表達(dá)式為12mm-1σt(k+kt+??+kt)e〔〕三.系統(tǒng)構(gòu)造圖如下圖。假設(shè)要求系統(tǒng)階躍響應(yīng)的性能指標(biāo)：超調(diào)量δ%=16.3%，調(diào)節(jié)時(shí)間ts=1.75s(5%誤差帶)，試選擇參數(shù)k1,k2。并計(jì)算此時(shí)系統(tǒng)在單位斜坡信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差?！?5分〕R(s)E(s)kC(s)1s2K2sword文檔精品文檔分享57頁K*(s4)試畫出K>0時(shí)閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡四.單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)1)2s(s圖，并求出有一個(gè)閉環(huán)極點(diǎn)為-3時(shí)開環(huán)增益K的值和這時(shí)另外兩個(gè)閉環(huán)極點(diǎn)。15分〕五、單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)，設(shè)G(s)無右半面的極點(diǎn)和零點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的對(duì)數(shù)幅頻漸近曲線如下圖〔ωc為值〕，試寫出開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)的表達(dá)式并作出相頻特性曲線，分析閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性?！?3分〕(ω)/dB-20/(rad/s)c-60系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻漸近曲線word文檔精品文檔分享58頁K(0.4s1)這里K>0。試用奈奎斯判特判據(jù)六.單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)s(s1)2討論閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性〔要求作出奈奎斯判特曲線〕。〔14分〕七.采用系統(tǒng)的構(gòu)造框圖如下所示，采用周期T=1s，試確定控制器的脈沖傳遞函數(shù)D(z)，使該系統(tǒng)在單位階躍信號(hào)作用下為最小拍無差系統(tǒng)?！?3分〕r(t)**1eTs1c(t)e(t)e(t)u(t)u(t)D〔z〕ss(10s1)-一.判斷題：(每題1.5分共15分)1t1.一階系統(tǒng)在單位斜坡響應(yīng)為y(t)tTeT〔〕T2.二階系統(tǒng)在單位階躍信號(hào)作用下當(dāng)0時(shí)該系統(tǒng)輸出穩(wěn)定〔〕3.系統(tǒng)的特征方程為s43s33s22s10那么該系統(tǒng)穩(wěn)定〔〕word文檔精品文檔分享第59頁4.單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)中G(s)21)當(dāng)r(t)1t2時(shí)ess0〔〕s(s1)(0.5s25.典型積分環(huán)節(jié)相頻特性()900〔〕6.頻帶頻率反映系統(tǒng)的快速性〔〕7.系統(tǒng)諧振峰值越大.超調(diào)量越大〔〕8.三頻段適用的前提是系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定〔〕9.1的轉(zhuǎn)折頻率為4〔〕G(s)4s111.8e4t0.8e9t(t10.單位階躍響應(yīng)為(t)0)對(duì)應(yīng)的頻率特性為G(j)36〔〕13(j)36(j)2二.系統(tǒng)構(gòu)造如下圖。假設(shè)要求閉環(huán)系統(tǒng)的阻尼比ξ=22，階躍響應(yīng)的調(diào)節(jié)時(shí)間ts=1,試確定k1,k2的數(shù)值。〔13分〕R(s)K15C(s)s(s1)K2sword文檔精品文檔分享三．系統(tǒng)構(gòu)造如下圖，圖中T1=0.1，T2=0.2。為了保證r(t)=t3作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差word文檔精品文檔分享60頁ess<0.05，K應(yīng)如何選取?！?3分〕R(s)EK(T1s1)(T2s1)C(s)―T1T22四.單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)K(s1)試畫出K由零變到正無窮時(shí)閉環(huán)系統(tǒng)s3的根軌跡，并確定閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)K的取值X圍?！?4分〕k其中T、k均為大于零，試?yán)L制系統(tǒng)五.單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)s2(Ts1)word文檔精品文檔分享的概略幅相特性曲線并用奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)判別閉環(huán)穩(wěn)定性。(15分)word文檔精品文檔分享61頁六.系統(tǒng)構(gòu)造如圖(a)所示。其中原有開換傳遞函數(shù)Go(s)和校正裝置Gc(s)的對(duì)數(shù)幅頻漸近特性曲線如圖(b)中Lo,Lc所示。并設(shè)Go(s)、Gc(s)均沒有負(fù)平面右半部的零點(diǎn)、極點(diǎn)。〔15分〕〔1〕分別寫出Go(s)、Gc(s)的表達(dá)式；R(s)Gc(s)oC(s)word文檔精品文檔分享G(s)word文檔精品文檔分享―圖(a)word文檔精品文檔分享第 62頁〔2〕畫出Go(s)Gc(s)對(duì)應(yīng)的對(duì)數(shù)幅頻漸近特性曲線和相頻特性曲線，并分析Gc(s)對(duì)系統(tǒng)的校正作用L(ω)/dB[-40]Lc[+20]0110ω/(rad/s)100Lo(b).采樣系統(tǒng)的構(gòu)造如以下圖所示，采樣周期T=1s，輸入為單位階躍信號(hào)，試問：〔1〕統(tǒng)的閉環(huán)滿沖傳遞函數(shù)；〔2〕系統(tǒng)的輸出響應(yīng)c*(t)〔算至n=5〕〔15分〕word文檔精品文檔分享r(t)e(t)e*(t)1eTsu(t)1-ss(s1)*(t)c(t)word文檔精品文檔分享一.選擇題〔每題1.5分，共15分〕1．實(shí)軸上根軌跡右端的開環(huán)實(shí)數(shù)零點(diǎn)、極點(diǎn)的個(gè)數(shù)之和為〔〕A．零B．大于零C．奇數(shù)D．偶數(shù)2．PID控制器的傳遞函數(shù)形式是〔〕A．5+3s1B．5+3word文檔精品文檔分享sword文檔精品文檔分享第 63頁C．5+3s+31D．5+1ss 13．拉氏變換將時(shí)間函數(shù)變換成〔〕A．正弦函數(shù)B．單位階躍函數(shù)C．單位脈沖函數(shù)D．復(fù)變函數(shù)4．線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在零初始條件下〔〕A．系統(tǒng)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之比B．系統(tǒng)輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之比C．系統(tǒng)輸入信號(hào)的拉氏變換與輸出信號(hào)的拉氏變換之比D．系統(tǒng)輸出信號(hào)的拉氏變換與輸入信號(hào)的拉氏變換之比5．假設(shè)某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=K，那么其頻率特性的實(shí)部R(ω)是〔〕Ts1A．KB．K2T2-2T211KD．KC．T-T116．系統(tǒng)的特征方程為(s+1)(s+2)(s+3)=s+4，那么此系統(tǒng)的穩(wěn)定性為〔〕A．穩(wěn)定B．臨界穩(wěn)定C．不穩(wěn)定D．無法判斷10，當(dāng)閉環(huán)臨．系統(tǒng)前向通道和反應(yīng)通道的傳遞函數(shù)分別為〔〕,H(s)1Khs7Gs=s(s1)界穩(wěn)定時(shí)，Kh值應(yīng)為〔〕A．-1B．-0.1C．0.1D．18．閉環(huán)系統(tǒng)特征方程為G(s)H(s)=-1,其中G(s)H(s)的矢量表示為〔〕A．1/〔2l+1〕πB．1/±(2l+1)πC．1/〔±2lπ〕D．1/(±lπ)〔各備選項(xiàng)中l(wèi)=0,1,2??〕9．某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為1Ts,1，該校正裝置為〔〕Gc(s)=kTs1A．滯后校正裝置B．超前校正裝置C．滯后—超前校正裝置D．超前—滯后校正裝置10．設(shè)開環(huán)系統(tǒng)頻率特性G(j)1，那么其對(duì)數(shù)幅頻特性的漸近線中頻段斜j(1j10)(1j0.1)word文檔精品文檔分享率為〔〕A．-60dB/decB．-40dB/decword文檔精品文檔分享64頁C．-20dB/decD．0dB/d二.統(tǒng)構(gòu)造如圖一所示。求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)C(S)/R(S)。(15分)H2R(s)_C(s)G1_G2G3H1G4三．系統(tǒng)的構(gòu)造圖如圖二所示。試確定阻尼比ζ=0。6時(shí)的Kf值，并求出這時(shí)系統(tǒng)階躍響應(yīng)的調(diào)節(jié)時(shí)間ts和超調(diào)量σp%。(15分)R(s)91C(s)__s(s2)Kfsword文檔精品文檔分享四．單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為試確定系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定時(shí)的K值X圍。(15分)word文檔精品文檔分享第 65頁五．單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)KG(s)2s(0.2s1)〔1〕確定K值，使系統(tǒng)的模穩(wěn)定裕度為20dB;〔2〕確定K值，使系統(tǒng)的相穩(wěn)定裕度為60°。(15分)六．系統(tǒng)構(gòu)造圖如圖五所示。誤差的定義為r-c?！?5分)word文檔精品文檔分享1〕確定2〕確定的r(t)_Kp值使系統(tǒng)在 r(t)=1(t)時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差為0.05；Kp值，求Kf值使得相當(dāng)干擾d(t)為階躍函數(shù)時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差為零。d(t)Kf11cKp3s10.4s1word文檔精品文檔分享第 66頁七．采樣系統(tǒng)如以下圖所示。其中G(s)對(duì)應(yīng)的z變換式為G(z),(10分)K(z0.76)G(z)G(z)(z1)(z0.45)一.簡答題〔10分〕1.從元件的功能分類，控制元件主要包括哪些類型的元件？(5分)〞2.開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)各有什么特點(diǎn)？〔5分〕二．判斷題〔每題2分，共20分〕word文檔精品文檔分享1.二階系統(tǒng)在單位階躍信號(hào)作用下當(dāng)1時(shí)輸出為1(1nt)ent2.系統(tǒng)的特征方程為2s410s33s25s20那么該系統(tǒng)穩(wěn)定。( )( )word文檔精品文檔分享3.單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)中G(s)2當(dāng)r(t)1(t)1t2時(shí)ess0s(s1)(0.5s1)2()4.典型微分環(huán)節(jié)相頻特性()900()5.三頻段適用的X圍是具有最小相位性質(zhì)的單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)()6.G(s)0.4s1的轉(zhuǎn)折頻率為2.5()word文檔精品文檔分享第67頁7.單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)3()s(0.01s2的相角裕量8200.04s1)8.相位超前校正裝置傳遞函數(shù)為GC(s)TS1(1)()TS19.PID校正的傳遞函數(shù)為GC(s)KpKds1()TtS10.香農(nóng)定理為采樣頻率大于等于信號(hào)最高頻率的2倍().求以下圖所示電網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)，圖中電壓u1(t)、u2(t)分別是輸入變量和輸出變量,求該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)?！?1分〕CR1R0U1(t)U2(t)四.求拉普拉斯變換式F〔s〕=1的Z變換F〔z〕?！?4分〕2(ss1)word文檔精品文檔分享68頁五.設(shè)負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：G(s)K(s1);試?yán)L制K由0->∞變化的閉環(huán)根s(2s1)軌跡圖?！?5分〕六.方框圖如下圖，假設(shè)系統(tǒng)的σ%=15%，tp=0.8s。試求：〔1〕K、K值；12〔2〕r(t)=1(t)時(shí)的調(diào)節(jié)時(shí)間ts和上升時(shí)間tr?！?5分〕R(s)K1C(s)s(s1)1K2sword文檔精品文檔分享69頁七.設(shè)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)沒有右平面的零點(diǎn)和極點(diǎn)，且開環(huán)漸進(jìn)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線為以下圖中的L0參加串聯(lián)校正環(huán)節(jié)后的開環(huán)漸進(jìn)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線為圖中的L1求校正環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，畫出該環(huán)節(jié)的伯德圖〔對(duì)數(shù)幅頻特性曲線用漸進(jìn)線表示〕，并說明該校正環(huán)節(jié)的作用〔15分〕L(ω)/dB-20L0L1-40-40-200ω/(rad/s)ω1ω2ω3ω5ω4-40-20-40一.選擇題〔每題2分，共20分〕1.對(duì)于一階、二階系統(tǒng)來說，系統(tǒng)特征方程的系數(shù)都是正數(shù)是系統(tǒng)穩(wěn)定的()A.充分條件B.必要條件C.充分必要條件KD.以上都不是2.開環(huán)傳遞函數(shù)為那么實(shí)軸上的根軌跡為()G(s)H(s)=,A.［－4,∞］S3(S4)B.［－4,0］C.(－∞,－4)D.［0,∞］3.進(jìn)展串聯(lián)滯后校正后，校正前的穿越頻率cc的關(guān)系，通常是ω與校正后的穿越頻率()cccccc無關(guān)A.ω=cB.ω>C.ω<cD.ω與word文檔精品文檔分享第 70頁word文檔精品文檔分享4.PID控制規(guī)律是____控制規(guī)律的英文縮寫。()word文檔精品文檔分享A.比例與微分B.比例與積分word文檔精品文檔分享C.積分與微分D.比例、積分與微分word文檔精品文檔分享5.比例環(huán)節(jié)的頻率特性相位移θ(ω)=()word文檔精品文檔分享A.90°B.－90°C.0°D.－180°6.用頻域法分析控制系統(tǒng)時(shí)，最常用的典型輸入信號(hào)是()A.脈沖函數(shù)B.斜坡函數(shù)C.階躍函數(shù)D.正弦函數(shù)word文檔精品文檔分享7.由電子線路構(gòu)成的控制器如圖，它是()超前校正裝置B.滯后校正裝置C.滯后—超前校正裝置D.超前—滯后校正裝置8.控制系統(tǒng)的上升時(shí)間tr、調(diào)整時(shí)間tS等反映出系統(tǒng)的()A.相對(duì)穩(wěn)定性B.絕對(duì)穩(wěn)定性C.快速性D.平穩(wěn)性9.Ⅱ型系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性的低頻段漸近線斜率為()A.-60(dB/dec)B.-40(dB/dec)C.-20(dB/dec)D.0(dB/dec)10.以下頻域性能指標(biāo)中，反映閉環(huán)頻域性能指標(biāo)的是()A.諧振峰值MrB.相位裕量γC.增益裕量KgD.剪切頻率ωc二.判斷題〔每題2分，10分〕1.二階系統(tǒng)在單位階躍信號(hào)作用下當(dāng)0時(shí)輸出為1coswnt()2.系統(tǒng)的特征方程為s43s3s23s10那么該系統(tǒng)穩(wěn)定()3.典型慣性環(huán)節(jié)相頻特性(w)900()4.單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)3的幅值裕量為2.5DB()0.04ss(0.01s21)5.閉環(huán)采樣系統(tǒng)的極點(diǎn)為PK.當(dāng)0PK1時(shí)該系統(tǒng)瞬態(tài)分量收斂()三.簡答題〔17分〕1.定值控制系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)各有什么特點(diǎn)？〔5分〕word文檔精品文檔分享第 71頁2.線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)各有什么特點(diǎn)？〔5分〕3.對(duì)于最小相位系統(tǒng)而言，采用頻率特性法實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)校正的根本思路是什么？靜態(tài)校正的理論依據(jù)是什么？動(dòng)校正的理論依據(jù)是什么？〔7分〕10z的Z反變換。〔13分〕四.試求F(z)=(z1)(z2)五.求圖所示 RC網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)構(gòu)造圖。設(shè)ui(t)為輸入，uo(t)為輸出?！?3分〕CR1uR2uioword文檔精品文檔分享72頁六.假設(shè)A(s)=s3+5s2+8s+6=0原系統(tǒng)穩(wěn)定，檢查是否有σ1=1的穩(wěn)定裕量?！?3分〕七．設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為K(T1s1)G(s);T1T2試分析系統(tǒng)參數(shù)與相角裕度的關(guān)系。s2(T2s1)〔14分〕word文檔精品文檔分享73頁一.選擇題：〔每個(gè)1.5分，共15分〕1.在經(jīng)典控制理論中，臨界穩(wěn)定被認(rèn)為是()A.穩(wěn)定B.BIBO穩(wěn)定C.漸近穩(wěn)定D.不穩(wěn)定2.確定根軌跡大致走向，用以下哪個(gè)條件一般就夠了()A.特征方程B.幅角條件C.幅值條件D.幅值條件+幅角條件3.ω從0變化到+∞時(shí)，遲延環(huán)節(jié)頻率特性極坐標(biāo)圖為〔〕A.圓B.半圓C.橢圓D.雙曲線4.時(shí)域分析中最常用的典型輸入信號(hào)是〔〕A.脈沖函數(shù)B.斜坡函數(shù)C.階躍函數(shù)D.正弦函數(shù)5.根軌跡漸近線與實(shí)軸的交點(diǎn)公式為()nmnmPjZiPjZij1i1j1i1A.nmB.mnmnnmZiPjPjZii1j1j1i1C.nmD.nm6.對(duì)復(fù)雜的信號(hào)流圖直接求出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)可以采用()A.終值定理B.初值定理C.梅森公式D.方框圖變換7.一般講，如果開環(huán)系統(tǒng)增加積分環(huán)節(jié)，那么其閉環(huán)系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性將()A.變好B.變壞C.不變D.不定8.由根本功能組件并聯(lián)成的PID控制器，其三種控制作用()A.可以各自獨(dú)立整定B.不能獨(dú)立整定C.只有積分，微分時(shí)間可獨(dú)立整定D.只有比例增益可獨(dú)立整定9.傳遞函數(shù)反映了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，它與以下哪項(xiàng)因素有關(guān)？〔〕word文檔精品文檔分享A.輸入信號(hào)B.初始條件word文檔精品文檔分享C.系統(tǒng)的構(gòu)造參數(shù)D.輸入信號(hào)和初始條件word文檔精品文檔分享10.采用系統(tǒng)的輸入、輸出微分方程對(duì)系統(tǒng)進(jìn)展數(shù)學(xué)描述是〔〕word文檔精品文檔分享A.系統(tǒng)各變量的動(dòng)態(tài)描述B.系統(tǒng)的外部描述word文檔精品文檔分享C.系統(tǒng)的內(nèi)部描述D.系統(tǒng)的內(nèi)部和外部描述word文檔精品文檔分享二．求所示系統(tǒng)輸出信號(hào)的z變換C(z)?！?4分〕word文檔精品文檔分享R(s)25C(s)word文檔精品文檔分享s 2s5word文檔精品文檔分享74頁三.系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為12s，試?yán)L制K由0→+∞變化的閉環(huán)根軌G(s)1)(s(Ks1)跡圖〔15分〕K四.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)，試?yán)L制系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性曲線，并ss14s1求閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的臨界增益K值?！?5分〕word文檔精品文檔分享75頁五.復(fù)合控制系統(tǒng)如下圖其中K1、K2、T1、T2均為正數(shù)。當(dāng)輸入為r(t)=t2t時(shí)，希望系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=0。試確定參數(shù)a,b.〔15分〕as2bsT2s1R(s)E(s)C(s)K2K1-s(T1s1)]六.求圖所示系統(tǒng)的ess1t2xo〕〔12分〕,輸入為xi(t)t〔按定義exi2i(s)E(s)5oXs(5s1)X(s)-1+0.8sword文檔精品文檔分享76頁.在某元件輸入端加2V的階躍信號(hào)，測(cè)得輸入端響應(yīng)曲線如下圖，試確定其傳遞函數(shù)。14分〕xxi(t)G〔s〕xo(t)2Votword文檔精品文檔分享77頁自動(dòng)控制原理試卷1答案一．填空〔每空1分。共18分〕1．微分方程、傳遞函數(shù)、頻率特性、構(gòu)造圖。2．閉環(huán)極點(diǎn)都位于 S平面左側(cè)；系統(tǒng)的特性方程的根都在Z平面上以原點(diǎn)為圓心的單位圓內(nèi)。23．；0；8。S 0.54．4，Ⅱ；62.5。5．100；10。10S16．P-I；利用G(s)的負(fù)斜率使ωC減小，改善靜態(tài)性能。7．將連續(xù)信號(hào)變?yōu)殡x散信號(hào)；0。word文檔精品文檔分享二．〔14分〕解：〔1〕C(s)P11P22R(s)1L1L2L3L1G1G5G2G1G2G3G6G4G3G6L2G1G2G5L30P1G1G2G30P2G3G421G1G5G2G1G2G5C(s)G1G2G3G3G4(1G1G5G2G1G2G5)R(s)1G1G5G2G1G2G3G4G4G3G6G1G2G5RG1(Z)?G2G3(Z)〔2〕C(Z)=1 G2G3H2(Z)?H1(Z)三．〔20分〕(1分)(1分)(1分)(1分)(1分)(1分)(1分)(1分)(1分)(1分)(4分)word文檔精品文檔分享解：(1)F(s)=11(4分)f(t)1ssT1111(2)F(s)=52525(3分)2(s5)s2ss5sf(t)1[F(s)]1t11e5t(3分)word文檔精品文檔分享52525word文檔精品文檔分享第 78頁10s(s2)1010〔3〕G1(s)=3ss(s2)30ss232s1012)s(s(s a) 10G2(s)=(s2 32s)sC(s)(sa)1010s10aR(s)(sa)10(s232s)ss332s210a10sA(s)s332s210s10a要使系統(tǒng)穩(wěn)定，那么必須滿足10a0a0321010aa320a32〔兩內(nèi)項(xiàng)系數(shù)乘積>兩外項(xiàng)系數(shù)乘積〕四．〔12分〕反應(yīng)校正系統(tǒng)如圖示。解(1)：Kf=082nGk(s)=2)s(s2sn)s(sn28n2.82n20.03(3分)(1分)(2分)(1分)(1分)(2分)(1分)word文檔精品文檔分享當(dāng)在單位斜坡輸入下時(shí)，即r(t)=tR(s)=1s(1分)word文檔精品文檔分享Kv=limS?Gk(S)=limS8=4S0S0S(S2)11ess===0.25Kv4(1分)(1分)word文檔精品文檔分享8s(s2)888(2)：Gk=s22s8Kfss2(28Kf)ss[s(28Kf)]8Kfs12)s(sword文檔精品文檔分享79頁(1分)word文檔精品文檔分享n28n2.828Kf2nKf0.512+8Kf=22222+8Kf=410.25Kf=48Gk(s)s(s4)8Kv=limS4)2S0S(S11ess=0.5Kv2五．〔12分〕某系統(tǒng)L(ω)曲線.解：〔1〕低頻段的斜率為-40且與橫坐標(biāo)交于25即：ω0=25=KK625ω1=10ω2=100T1=0.1T2=0.01該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(S)=625(0.1s1)s2(0.01s1)625(0.1)21c1A(ωc)=12?(0.01)211(3分)(1分)(1分)(1分)(1分)(2分)word文檔精品文檔分享c62.5(1分)(2)180(c)180(290arctg0.0162.5arctg0.162.5)arctg0.625arctg6.25(2分)(3)三階最正確c101010031.6(1分)word文檔精品文檔分享第80頁11210(1分)c10hhT2h2T211K=11316(1分)T221h)21010(100maxtg1htg11h(2分)tg110tg1110六．〔12〕解：圖一：P0為偶數(shù)起點(diǎn)在正實(shí)軸上nnP012系統(tǒng)閉環(huán)后不穩(wěn)定。(4分)圖二：P=0為偶數(shù)起點(diǎn)在正實(shí)軸3,逆轉(zhuǎn)270nn0P02分)(4系統(tǒng)閉環(huán)后穩(wěn)定。圖三：當(dāng)ω由0過程中nn2P12(4分)∴系統(tǒng)閉環(huán)后不穩(wěn)定。word文檔精品文檔分享七．〔12分〕解：∵系統(tǒng)的G0(s)=10word文檔精品文檔分享(0.05S 1)(0.005S1)∴作出此系統(tǒng)的Bode圖：(4分)L(ω)=20lgK=20L(ω)dB403020[-20]1020ω0.11101002001000word文檔精品文檔分享[-40]word文檔精品文檔分享第 81頁設(shè)期望特性傳遞函數(shù)為K(T=0.005)(2分)G(s)S(TS1)∵題目要求將其校正為二階最正確系統(tǒng)，那么=0.7,σ%=4.3%1又∵ζKT 0.5K1002 KT100(4分)∴G(S)=S(0.05S1)G(S)10(0.005S1)G(s)=(2分)G0(S)S自動(dòng)控制原理試卷2答案一．填空〔每空1分。共10分〕極點(diǎn)s和1Ⅰkword文檔精品文檔分享第 82頁90o阻尼比相角裕量線性系統(tǒng)二．〔7分〕cG2(G1G4)R1G1G2G3三．〔10分〕d2y(t)mdt2=F(t)-FB(t)-FK(t);dy(t);FB(t)=fdtmd2y(t)dy(t)dt2+f+ky(t)=F(t)。dt四．〔15分〕φ(s)=K；s0.5KTs2K=8,T=0.25時(shí)，ωn=0.5；x0〔t〕=2-2×1.15e2tsin〔3.46t+1π〕；3tr=0.61s；tp=0.91s；ts=1.5s；σp=16.3%；K=4。五．〔8分〕s4+6s2+8=(s2+4)(s2+2)=0;s1,2=±j2,s3,4=±j2；系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。六．〔12分〕4s(s1)(0.25s1)1800(c)；2；〔7分〕4分〕3分〕3分〕3分〕3分〕4分〕5分〕6分〕2分〕5分〕2分〕word文檔精品文檔分享83頁word文檔精品文檔分享(c)90 arctancarctan0.25c1800 90 arctan2arctan0.5=1800-1800=00。七．〔13分〕K=100。。φm=υ-υ+=45+5；=7.5c,=ωm=164.5rad/sT=0.00222；〔3分〕〔2分〕〔2分〕〔2分〕〔2分〕〔2分〕〔2分〕word文檔精品文檔分享Gc1 0.0167sword文檔精品文檔分享10.00222s八〔10分〕．G(z)1(1e4T)z/4G(z)z(z1)(ze4T)(z)s(s4)1G(z)z21.21z0.3680z1z21所以系統(tǒng)是穩(wěn)定的。九．(15分)[解]系統(tǒng)有兩對(duì)重極點(diǎn)-p1,2=-1,-p3,4=-4漸進(jìn)線〔3分〕〔5分〕〔3分〕〔2分〕〔1分〕word文檔精品文檔分享114442.5(2k1)18045,135,225,315(k0,1,2,3)〔24分〕2〕軸上的根軌跡為兩點(diǎn)180。分〕s=-1s=-5也為別離點(diǎn)。別離角均為90〔13)根軌跡與虛軸的交點(diǎn)坐標(biāo)。系統(tǒng)特征方程〔2s+1〕2(s+4)2+K=0即s4+10s3+33s2+40s+16+K=0令s=jω代入特征方程，得〔2分〕4-j10ω3-33ω2+j40ω+16+K=0令上式實(shí)部虛局部別等于0，那么有word文檔