A 卷
一、填空题(每空 1 分,共10分)
1、在水箱水温控制系统中,受控对象为 ,被控量为 。
2、对自动控制的性能要求可归纳为___________、快速性与准确性三个方面, 在阶跃响应性能指标中,调节时间体现的就是这三个方面中的______________,而稳态误差体现的就是______________。
3、闭环系统的根轨迹起始于开环传递函数的 ,终止于开环传递函数的 或无穷远。
4、PID 控制器的输入－输出关系的时域表达式就是 ,其相应的传递函数为 。
5、 香农采样定理指出:如采样器的输入信号e(t)具有有限宽带,且有直到ωh 的频率分量,则使信号e(t) 完满地从采样信号e*(t) 中恢复过来的采样周期T 要满足下列条件:________________。
二、选择题(每题 2 分,共10分)
1、设系统的传递函数为G(S)＝1
52512++s s ,则系统的阻尼比为( )。 A.21 B.1 C.51 D.25
1 2、非单位负反馈系统,其前向通道传递函数为G(S),反馈通道传递函数为H(S),当输入信号为R(S),则从输入端定义的误差E(S)为 ( )
A 、 ()()()E S R S G S =?
B 、()()()()E S R S G S H S =??
C 、()()()()E S R S G S H S =?-
D 、()()()()
E S R S G S H S =-
3、伯德图中的低频段反映了系统的( )。
A.稳态性能
B.动态性能
C.抗高频干扰能力
D.、以上都不就是
4、已知某些系统的开环传递函数如下,属于最小相位系统的就是( )。
A 、 (2)(1)K s s s -+
B 、(1)(5K s s s +-+）
C 、2(1)K s s s +－
D 、(1)(2)
K s s s -- 5、已知系统的开环传递函数为
100(0.11)(5)s s ++,则该系统的开环增益为 ( )。 A 、 100 B 、1000 C 、20 D 、不能确定
三、(6分)系统方框图如图所示,画出其信号流图,并求出传递函数()()
C S R S 。
四、(8分)已知反馈系统的开环传递函数为)6)(3()1()(2+++=
s s s s K s G 。 1)试确定使系统稳定的K 的取值范围。(4分) 2)若要求系统对于输入r(t)= t 2作用下的静态误差e SS ≤0、5,试确定K 的取值范围。(4分) 五、(14分)已知系统的开环传递函数 )
22()()(2++=s s s K s H s G r 1)确定闭环系统根轨迹的出射角。(2分)
2)确定闭环系统的根轨迹与虚轴的交点。(3分)
3)绘制闭环系统的根轨迹图。(6分)
4)从图上确定5.0=ζ时,闭环系统复数极点的位置。(3分)
六 、(14分)某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线0()L ω如图所示:
1)、写出该系统的开环传递函数)(0s G ;(5分)
2)、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性。(3分)
3)、求系统的相角裕度γ。(3分)
4)、若系统的稳定裕度不够大,可以采用什么措施提高系统的稳定裕度？(3分)
七、(14分)一最小相位系统传递函数的渐近对数幅频曲线如下图所示。
1) 求其传递函数。(3分)
2) 概略绘制系统的奈氏曲线图及用奈氏判据分析该系统的稳定性。(8分)
3) 说明能否直接由该渐近对数幅频曲线判断系统的稳定性。(3分)
八、(14分)设控制系统如图所示,要求:单位斜坡输入时,位置输出稳态误差 rad ,
开环剪切频率 rad/s, 相角裕度 ,幅值裕度 。
设计串联超前校正网络。
九、 (10分)以下(a)、(b)、(c)、(d)四图中的G 曲线与负倒函数曲线的交点为N0,N10,N20,判断各图中N0,N10,N20对应的周期运动就是否稳定。
（a ）
(b)
(c) (d) A 卷 答案
1.0≤ss e 4.4''≥c ωo 45''≥γdb db h 10)(''≥
一、填空题(每空 1 分,共10分)
1、水箱;水温
2、稳定性;快速性;稳定性与准确性。
3、极点;零点
4、0()()()()t p p p i K de t m t K e t e t dt K T dt τ=+
+? ; 1()(1)C p i G s K s T s τ=++
5、 2(2)2π
ωωω≤≥s h h T
二、选择题(每题 2 分,共10分)
A; D; A; B; C;
三、(6分)
解:
………………………………、、(2分)
……………………………、…………、、(４分)
四、(8分)
解:开环传递函数
)6)(3()1()(2+++=
s s s s K s G 特征方程:0)1()6)(3(2=++++s K s s s ………………………………………(2分) 系统稳定的K 取值范围0 五、(14分) 解1)图中标出开环零极点 S4 1 18 K S3 9 K S2 162- K 9K S1 K2-81K S0 9K
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