自动控制理论第六章校正(1)

《 自动控制原理 》典型考试试题（时间120分钟）院/系专业 姓名 学号第二章：主要是化简系统结构图求系统的传递函数，可以用化简，也可以用梅逊公式来求一、（共15分）已知系统的结构图如图所示。

请写出系统在输入r(t)和扰动n(t)同时作用下的输出C(s)的表达式。

G4H1G3G1G 2N(s)C(s)R(s)--+++二 、（共15分）已知系统的结构图如图所示。

试求传递函数)()(s R s C ，)()(s N s C 。

三、（共15分）已知系统的结构图如图所示。

试确定系统的闭环传递函数C(s)/R(s)。

G1G2R(s)-++C(s)-+四、（共15分）系统结构图如图所示，求X(s)的表达式G4(s)G6(s)G5(s)G1(s)G2(s)N(s)C(s)R(s)--G3(s)X(s)五、（共15分）已知系统的结构图如图所示。

试确定系统的闭环传递函数C(s)/R(s)和C(s)/D(s)。

G1G2R(s)-++C(s)-+D(s)G3G4六、（共15分）系统的结构图如图所示，试求该系统的闭环传递函数)()(s R s C 。

七、（15分）试用结构图等效化简求题图所示各系统的传递函数)()(s R s C一、（共15分）某控制系统的方框图如图所示，欲保证阻尼比ξ=0.7和响应单位斜坡函数的稳态误差为ss e =0.25,试确定系统参数K 、τ。

二、（共10分）设图（a ）所示系统的单位阶跃响应如图（b ）所示。

试确定系统参数,1K 2K 和a 。

三、（共15分）已知系统结构图如下所示。

求系统在输入r(t)=t 和扰动信号d(t)=1(t)作用下的稳态误差和稳态输出)(∞C2/(1+0.1s)R(s)-C(s)4/s(s+2)E(s) D(s)四、（共10分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为：2()(2)(4)(625)KG s s s s s =++++ 试确定引起闭环系统等幅振荡时的K 值和相应的振荡频率ω 五、（15分）设单位反馈系统的开环传递函数为12 )1()(23++++=s s s s K s G α若系统以2rad/s 频率持续振荡，试确定相应的K 和α值第三章：主要包括稳、准、快3个方面稳定性有2题，绝对稳定性判断，主要是用劳斯判据，特别是临界稳定中出现全零行问题。

第6章线性系统的校正方法。

重点与难点一、基本概念1.理想的频率特性系统开环频率特性与系统时域指标之间有一定的关系。

对于二阶系统而言，相位裕量/、截止频率必与时域指标（超调量。

％、调节时间4）有确定性关系。

对高阶系统而言，/,纭都可以粗略估计高阶系统的响应特性。

相位裕量越大，系统阶跃响应的超调量和调节时间4就越小；?也近似与4成反比关系。

因此，理想的频率特性应该有较大的相位裕量；希望响应快的系统就应该有大一点的。

闭环系统（单位反应）的频率特性有如下关系：|。

| （| a \< 1）（当有积分环节时。

=1）= ,（通常称为低频段）（6.1）201g|G（j7w） | co »（通常称为高频段）式中G（./7y）为开环频率特性。

因此，假设希望系统有较强的抗高频干扰能力，”应该小, 而且201g|G（八y）|要衰减快。

如果频率特性用渐近线方法描述，理想的频率特性应该在也.处以-20dB/dec斜率穿越OdB 线，才能获得较大的相位裕量。

综合上所述，理想的频率特性应有积分环节且开环增益大，以满足稳态误差的要求; 在截止频率0c的频域（通常称为中频段），应以一20dB/dec的斜率穿越OdB线，并占有足够宽的频带，以保证系统具备较大的相位裕量；在。

>〉9•的高频段，频率特性应该尽快衰减，以消减噪声影响。

2.系统的校正当系统频率特性不满足理想的频率特性指标（通常的指标体系为：闭环谐振峰值M,.、谐振频率/，、带宽频率口〃或开环频率特性的相位裕量/、截止频率0,、开环增益K、幅值裕量等）时，需要引入校正网络，使新系统的频率特性满足要求。

设计校正网络参数通常用频率校正方法。

当希望系统的闭环极点到达要求时，需要加入某一校正网络以改变闭环极点。

通常采用根轨迹校正方法。

3.校正方式通常，在电口］区间内，假设对数幅频、相频特性是单调的，那么0G（幼RT80。

假设g>%,那么8G（例）<—1800。

第一章自动控制系统概述1、组成自动控制系统的基本元件或装置有哪些各环节的作用控制系统是由控制对象和控制装置组成，控制装置包括：(1) 给定环节给出与期望的输出相对应的系统输入量。

(2) 测量变送环节用来检测被控量的实际值，测量变送环节一般也称为反馈环节。

(3) 比较环节其作用是把测量元件检测到的实际输出值与给定环节给出的输入值进行比较，求出它们之间的偏差。

(4) 放大变换环节将比较微弱的偏差信号加以放大，以足够的功率来推动执行机构或被控对象。

(5) 执行环节直接推动被控对象，使其被控量发生变化。

常见的执行元件有阀门，伺服电动机等。

2、什么是被控对象、被控量、控制量、给定量、干扰量举例说明。

被控对象指需要给以控制的机器、设备或生产过程。

被控量指被控对象中要求保持给定值、要按给定规律变化的物理量，被控量又称输出量、输出信号。

控制量也称操纵量，是一种由控制器改变的量值或状态，它将影响被控量的值。

给定值是作用于自动控制系统的输入端并作为控制依据的物理量。

给定值又称输入信号、输入指令、参考输入。

除给定值之外，凡能引起被控量变化的因素，都是干扰，干扰又称扰动。

比如一个水箱液位控制系统，其控制对象为水箱，被控量为水箱的水位，给定量是水箱的期望水位。

3、自动控制系统的控制方式有哪些自动控制系统的控制方式有开环控制、闭环控制与复合控制。

4、什么是闭环控制、复合控制与开环控制有什么不同若系统的输出量不返送到系统的输入端（只有输入到输出的前向通道），则称这类系统为开环控制系统。

在控制系统中，控制装置对被控对象所施加的控制作用，若能取自被控量的反馈信息（有输出到输入的反馈通道），即根据实际输出来修正控制作用，实现对被控对象进行控制的任务，这种控制原理被称为反馈控制原理。

复合控制是闭环控制和开环控制相结合的一种方式，既有前馈通道，又有反馈通道。

5、自动控制系统的分类（按元件特性分、按输入信号的变化规律、按系统传输信号的性质）按系统输入信号的时间特性进行分类，可分为恒值控制系统和随动系统。

第六章线性系统的校正方法单元测试题（B）一、填空题1．超前校正装置的最大超前角所对应的频率w m= 。

2．在信号变换过程中，P控制器只改变信号的而不影响其。

3．采用无源滞后网络进行串联校正时，主要利用其高频幅值衰减特性，以降低系统的开环，提高。

4．在串联校正时，可使系统增加一个-1/τ的开环零点，是系统的相角裕度提高，有助于系统性能的改善。

5．采用串联滞后校正可能得到的校正网络时间常数过大，实际应用中不可能实现。

在这种情况下，最好采用校正。

6．在进行实际系统设计时，需预先选择参数待定的装置，根据性能要求通过确定参数。

7．二阶系统谐振频率w r= 。

8．在串联校正中，加大控制器增益，可以提高系统的，减小系统，提高系统的控制精度。

9．纯测速反馈校正，有降低系统增益的缺点。

若选用反馈校正，既可提高系统的响应速度，又不会降低系统增益。

10．由于误差全补偿条件在物理上往往无法准确实现，因此在实际应用中，多采用主要频段内或，以便于物理实现。

二、单项选择题（在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将其字母标号填入题干的括号内。

）1．在用频率法设计串联校正装置时，下面说法正确的是：（）。

A．采用串联超前校正网络是利用它的相位超前特性；采用串联滞后校正网络是利用它的相位滞后特性B．采用串联超前校正网络是利用它的低频衰减特性；采用串联滞后校正网络是利用它的高频衰减特性C．采用串联超前校正网络是利用它的相位超前特性；采用串联滞后校正网络是利用它的高频衰减特性D ．采用串联超前校正网络是利用它的相位超前特性；采用串联滞后校正网络是利用它的低频衰减特性2．某串联校正装置的传递函数为G c （S ）=11TS K TSb ++（0<b <1）,则该装置是（ ）。

A ．超前校正装置 B ．滞后校正装置C ．滞后—超前校正装置D ．超前—滞后校正装置3．设有一单位反馈控制系统，其开环传递函数为)2(40)(+=s s s G ，若要求相位裕 量³°50, 最为合适的选择是采用（ ）。