自動控制原理 試卷一及其答案

PAGE年月日第頁共頁第2頁共2頁考卷一第1頁共2頁考試時間：110分鐘考試形式：閉卷學生自帶普通計算器:允許一、單項選擇題（本大題共5小題，每小題2分，總計10分）1.下列性能中哪個不是自動控制系統(tǒng)的基本性能要求（）。A.準確性 B.穩(wěn)定性 C.平穩(wěn)性 D.快速性2.系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是其所有的（）在s平面左半平面。A.閉環(huán)極點 B.開環(huán)極點 C.閉環(huán)零點 D.開環(huán)零點3.用頻域法分析控制系統(tǒng)時，最常用的典型輸入信號是（）。A.脈沖信號 B.斜坡信號 C.階躍信號 D.正弦信號4.下列哪種措施對提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有效果()。A、增加開環(huán)極點；B、在積分環(huán)節(jié)外加單位負反饋；C、增加開環(huán)零點；D、引入串聯(lián)超前校正裝置。5.當采樣頻率和最高次諧波角頻率滿足（）時，采樣信號可無失真地恢復原信號。A. B. C. D.二、判斷題（本大題共5小題，每小題2分，總計10分）1.當時，二階系統(tǒng)處于臨界阻尼狀態(tài)。 （）2.根軌跡畫得是系統(tǒng)閉環(huán)極點的軌跡。 （）3.奈奎斯特圖又稱對數頻率特性曲線。 （）4.最小相位系統(tǒng)在s右半平面既沒有閉環(huán)零點也沒有閉環(huán)極點。 （）5.離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是其所有的開環(huán)極點都在單位圓內。 （）三、（25分）已知系統(tǒng)的結構圖如下圖所示（1）求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數；（2）當，，，，時，求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數，并判斷其穩(wěn)定性。四、（15分）已知單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數，繪制系統(tǒng)的根軌跡。五、（25分）某控制系統(tǒng)及其串聯(lián)校正裝置的對數幅頻特性如圖中所示和所示。（1）求控制系統(tǒng)、校正裝置、校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數；（2）繪制校正后系統(tǒng)的伯德圖；六、（15分）某離散系統(tǒng)結構如圖所示，采樣周期T=0.1s，（1）求系統(tǒng)的開環(huán)脈沖傳遞函數和閉環(huán)脈沖傳遞函數；（2）判斷K=10時系統(tǒng)的穩(wěn)定性。附：常見z變換，

一、（10分）答案（本大題共5小題，每小題2分，答錯、不答、多答均不得分）1.C2.A3.D4.A5.D二、（10分）答案（本大題共5小題，每小題2分，答錯、不答均不得分）1.X2.√3.X4.X5.X三、（25分）答案（根據答題要點給分，答對給相應分數，不答或答錯不給分）（1）采用梅遜公式求解：圖中有2條前向通路，2個回路。P1=G1G2P2=GΔ=1+G1GΦ(s)=G或采用等效變換法求解： (2分) (4分) (4分)得到傳遞函數為Φ(s)=G（2）將G1=1s+1，G2=1Φ(s)=s3根據系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數分母的系數，列勞斯表s勞斯表第一列未發(fā)生變號，系統(tǒng)穩(wěn)定。 (5分)四、（15分）答案（根據答題要點給分，答對給相應分數，不答或答錯不給分）（1）n=3,m=0,有3條根軌跡分支，終止于無窮遠處 （2分）（2）實軸上的根軌跡段為(-∞,-10],[（3）漸近線σa=-5-8（4）分離點A'B-AB'=0?d（5）系統(tǒng)特征方程D(s)=s求得K=520,ω=±210j （5分）五、（25分）答案（根據答題要點給分，答對給相應分數，不答或答錯不給分）（1）根據圖示，寫出控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數為G0(s)=10s(0.1s+1)校正裝置為Gc(s)=s+110s+1因此求得校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數為G'(s)=10(s+1)s(0.1s+1)(10s+1)（2）求出校正后系統(tǒng)的轉折頻率一階微分環(huán)節(jié)ω1=1rad/s，一階慣性環(huán)節(jié)ω2=0.1rad/s當ω=1rad/s時，L(ω)=20lgK相角從-90°繪制出系統(tǒng)的伯德圖為 (5分) (3分)