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自动控制原理复习题 (1)

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一、计算下列各题
1、 函数()sin(5)3
f t t π
=+的象函数()F s =_________________________。

答案：20.866 2.5()25s F s s +=+ 2、 如题一（2）图所示系统得传递函数()()C s R s =___________________________。

答案：1221()[1()]()()1()[()1]
G s G s C s R s G s G s -=+- 3、 设单位负反馈系统的开环传递函数为8()1G s s =
+，闭环系统在输入信号()sin(30)r t t =+作用下的稳态输出是()________________s c t =。

答案：()0.88sin(23.66)s C t t =+
4、 已知某单位负反馈系统的开环传递函数为：27(1)()(4)(22)
s G s s s s s +=+++，系统在输入信号()1()r t t t =⋅作用下的稳态误差____________ss e =。

答案：8 1.147
ss e == 5、 某系统的闭环特征方程为：432310520s s s s ++++=，判断该系统的稳定性。

该系统
____________________。

答案：系统不稳定
6、 已知某负反馈系统的开环传递函数为210(0.2)()(0.1)
s G s s s +=
+，绘制该系统的开环对数渐进幅频曲线和相频曲线。

答案：
二、 设火炮指挥系统如题二图所示，其中，()(0.21)(0.51)
K G s s s s =++，若要求系统最大输出速度为12/秒，输出位置的容许误差小于2。

求：
（1） 当()1c G s =时，求满足上述指标的最小K 值，并计算该K 值下的相稳定裕度和模
稳定裕度。

（2） 当0.41()0.081
c s G s s +=+时，试计算相稳定裕度。

答案：1262
ss R K e ====希望的输出速度容许位置误差 于是有系统的传递函数为6()(0.21)(0.51)G s s s s =
++
计算的截止频率 3.5c ω=
相稳定裕度为：180900.20.5 4.90c c arctg arctg γωω=---=-<
6()(0.21)(0.51)
G j j j j ωωωω=++
当g ω=时，()g ϕωπ=-，计算得模稳定裕度为：10.861()h G j ω=
=< 当模稳定裕度和相稳定裕度可以看出，此时系统不稳定。

当60.41()(0.21)(0.51)0.081
s G s s s s s +=⋅+++ 此时的截止频率是c ω=4.8
相稳定裕度为：
180900.40.20.50.0820.20c c c c arctg arctg arctg arctg γωωωω=-+---=> 校正后，系统由不稳定变为稳定。

三、
试求如题三图所示的无源网络的传递函数，并绘制伯德图。

解：先写出系统的微分方程：
112
21212
1()c r c i dt R i C u R i i R i u u ⎧=⎪⎪=+⎨⎪=-⎪⎩
⎰
先进性拉氏变换，然后化简得到系统的传递函数：11()(1)()1c r U s K R Cs U s KR Cs +=+，其中，212R K R R =+ 由于1K <，所以11R C KR C >。

经计算得，截止频率不存在。

系统的伯德图如下：
四、 某单位负反馈系统的开环传递函数为()(1)(0.51)
c K G s s s s =++ (1) 试绘制:0K →∞时系统的根轨迹（其中根轨迹在实轴上的分离点，根轨迹与虚轴的交
点要精确计算出）；
(2) 确定使系统在单位阶跃输入作用下，系统输出响应不出现超调时K 的取值范围；
(3) 为使系统的根轨迹通过11j -±两点，拟在前向通路中加入比例微分环节(1)s τ+，试确
定τ的数值。

解：系统有3个开环极点，分别是：1230,1,2p p p ==-=-；系统没有开环零点。

渐近线方位是：1213
a σ--==- 3a πψπ
⎧±⎪=⎨⎪⎩
计算分离点d ：111012
d d d ++=++ 23620d d ++=
解得：121.577(,0.423d d =-=-舍）
2222120.1924d K d d d =++=
求与虚轴的交点
系统的闭环特征方程是：32
0.5 1.50s s s K +++= 将s j ω=代入上式中得：320.501.50
K ωωω⎧-+=⎨-+=⎩
解得：3K ω==
根轨迹：
（２）系统对阶跃响应无超调，即此时闭环系统的特征根应为负实根，此时Ｋ的取值范围为：0<K<0.1924 （３）加入比例微分环节后，系统的传递函数为：'(1)G ()(1)(0.51)
K s s s s s τ+=++ 此时系统的闭环特征方程为：32()0.5 1.5(1)s s s K s K φτ=++++
将1s j =-+代入新的闭环特征方程中，得：1,1K τ==。

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自动控制原理考试复习题

自动控制原理考试复习题

《自动控制原理》复习题一、选择题（每小题 2 分，共 10分。

请将答案填在下面的表格内） 【1题】典型二阶系统单位阶跃响应如图，则可以确定该系统：（A 、D 、E ）A 、是0.707ξ<的欠阻尼系统B 、开环增益2K =C 、超调量%80%σ=D 、调节时间2s t t =E 、是0型系统【2题】若系统（A 、D 、E ）A 、开环稳定，闭环不一定稳定。

B ．开环稳定，闭环一定不稳定。

C ．开环不稳定，闭环一定不稳定。

D ．开环不稳定，闭环不一定不稳定。

E ．开环临界稳定，闭环不一定不稳定。

【3题】由以下条件，可以确定闭环系统的动态性能(,%s t σ)（A 、C 、D 、E ）A ．闭环极点B ．开环零极点C ．闭环零极点D ．开环零极点和开环增益E ．闭环零极点及闭环增益【4题】系统结构图如下，G(s)分别如下，∞→=0*K ，应画ο0根轨迹者为 （C 、D 、E ）A 、)3)(2()1(*-+-s s s KB 、)3)(2()1(*---s s s K C 、)3)(2()1(*-+-s s s KD 、)3)(2()1(*s s s K +--E 、)3)(2()1(*s s s K ---【5题】)1()1()(++=Ts s s K s GH vτ，在m t t r =)(时，0=ss e 的必要条件有：（A ，E ）A 、m v >B 、0>τC 、T >τD 、0>KE 、2≤v二、计算题（每题 15 分，共 15分） 已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为t t e e t c --+-=221)(试求系统的传递函数和脉冲响应。

解 单位阶跃输入时，有ss R 1)(=，依题意 ss s s s s s s C 1)2)(1(2311221)(⋅+++=+++-=（5分） ∴ )2)(1(23)()()(+++==s s s s R s C s G （5分） []t te e s s L s G L t k -----=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++-==21142411)()( （5分）三、计算题（每题 15 分，共 15分） 已知系统脉冲响应t e t k 25.10125.0)(-=试求系统闭环传递函数)(s Φ。

自动控制原理复习

自动控制原理复习

自动控制原理复-习复习题问题1：电能变换电路的有什么特点？机械式开关为什么不适于做电能变换电路中的开关？解答：电能变换电路在输入与输出之间将电压、电流、频率、相位、相数中的一项加以变换。

电能变换电路中理想开关应满足切换时开关时间为零，使用寿命长，而机械开关不能满足这些要求。

问题2：电力电子变换电路包括哪几大类？解答：交流变直流——整流；直流变交流——逆变；直流变直流——斩波；交流变交流——交流调压、变频。

问题3：电力电子器件是如何定义和分类的？解答：电力电子器件是指可直接用于处理电能的主电路中，实现电能变换或控制的电子器件。

按照控制程度分类：不控型器件，半控型器件，全控型器件。

按驱动电路分类：电流驱动型，电压驱动型。

问题4：同处理信息的电子器件相比，电力电子器件的特点是什么？解答：特点：处理的功率大，器件处于开关状态，需要信息电子电路来控制，需要安装散热片。

问题5：使晶闸管导通的条件是什么？解答：两个条件缺一不可：（1）晶闸管阳极与阴极之间施加正向阳极电压。

（2）晶闸管门极和阴极之间必须加上适当的正向脉冲电压和电流。

问题6：维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？解答：维持晶闸管导通的条件是流过晶闸管的电流大于维持电流。

欲使之关断，只需将流过晶间管的电流减小到其维持电流以下，可采用阳极电压反向、减小阳极电压或增大回路阻抗等方式。

问题7：GTO和普通晶闸管同为PNPN结构，为什么GTO能够自关断，而普通晶闸管不能？解答：GTO能够通过门极关断的原因是其与普通晶闸管有如下区别：设计α2较大，使晶体管V2控制灵敏，易于关断GTO。

导通时α1+α2更接近1，导通时接近临界饱和，有利门极控制关断，但导通时管压降增大。

多元集成结构，使得P2基区横向电阻很小，能从门极抽出较大电流。

问题8：试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。

解答：GTR的容量中等，工作频率一般在10kHz以下，所需驱动功率较大，耐压高，电流大，开关特性好，。

自动控制原理(专科)1 期末考试试题及参考答案

自动控制原理(专科)1 期末考试试题及参考答案

1自动控制原理(专科)复习题1及答案一、填空题。

（10个空，每空2分，共20分）1．对控制系统的基本要求很多，一般可以归纳为：（ ）性、（ ）性和准确性，统称为系统（ ）性能与稳态性能。

2．对广义系统而言，可按反馈情况把系统分为开环系统和（ ）系统。

3．工程控制理论实质是研究工程技术中广义系统的动力学问题，具体是说，研究系统在外界条件作用下，从系统的初始状态出发，所经历的由其内部固有特性所决定的整个动态历程；研究系统及其（ ）、（ ）三者之间的关系。

4．所谓PID 控制规律，就是一种对偏差进行比例、（ ）和（ ）变换的控制规律。

5．反馈是把输出量送回到系统的输入端并与输入信号比较的过程。

若反馈信号是与输入信号相减而使偏差值越来越小，则称为（ ）反馈；反之，则称为正反馈。

6． 所谓校正，就是指在系统中增加新的环节，以改善系统（ ）的方法。

二、（10分）某控制系统方框图如下图所示，化简并求系统传递函数。

三、时域分析。

（2个小题，共30分）1．（10分）如图所示系统中，15.0,6.0-==s n ωξ ,求其瞬态性能指标。

2．（20分）设单位反馈系统的开环传递函数为求输入分别为r(t)=2t 和r(t)=2+2t+t2时，系统的稳态误差。

四、频域分析。

（2个小题，共20分）1．（10分）某系统的传递函数为)205.0)(25()5.025.0(24)(+++=s s s s G ，画出该系统的Bode 图。

2．（10分）设系统的传递函数为,1)(+=Ts Ks G B 式中时间常数T=0.5s ，放大系数K=10，求在频率f=1Hz ，幅值X im =5V 的正弦波作用下，系统的稳态输出X 0(t)。

五、稳定性分析。

（2个小题，共20分）1．（10分）已知某调速系统的特征方程式为 求该系统稳定的K 值范围。

2．（10分）某系统的开环Bode 图如下，判断该闭环系统的稳定性。

iX 1G 2G 1H3G oX 2H 5G 4G 11+Ts 50()(0.11)(5)G S S S S =++0)1(16705175.4123=++++K S S S。

自动控制原理题目(含答案)

自动控制原理题目(含答案)

《自动控制原理》复习参考资料一、基本知识 11、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过输入量与反馈量的差值进行的。

2、闭环控制系统又称为反馈控制系统。

3、在经典控制理论中主要采用的数学模型是微分方程、传递函数、结构框图和信号流图。

4、自动控制系统按输入量的变化规律可分为恒值控制系统、随动控制系统与程序控制系统。

5、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性和准确性。

6、控制系统的数学模型，取决于系统结构和参数, 与外作用及初始条件无关。

7、两个传递函数分别为 G1(s)与 G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为G(s)+G2(s)，以串联方式连接，其等效传递函数为G1(s)*G2(s)。

18、系统前向通道传递函数为 G (s)，其正反馈的传递函数为 H (s)，则其闭环传递函数为G(s) /(1-G(s) H(s) )。

9、单位负反馈系统的前向通道传递函数为 G (s)，则闭环传递函数为G(s) /(1+ G(s) )。

10 、典型二阶系统中，ξ=0.707 时，称该系统处于二阶工程最佳状态，此时超调量为 4.3%。

11、应用劳斯判据判断系统稳定性，劳斯表中第一列数据全部为正数，则系统稳定。

12、线性系统稳定的充要条件是所有闭环特征方程的根的实部均为负，即都分布在S平面的左平面。

13、随动系统的稳态误差主要来源于给定信号，恒值系统的稳态误差主要来源于扰动信号。

14、对于有稳态误差的系统，在前向通道中串联比例积分环节，系统误差将变为零。

15、系统稳态误差分为给定稳态误差和扰动稳态误差两种。

16 、对于一个有稳态误差的系统，增大系统增益则稳态误差将减小。

17 、对于典型二阶系统，惯性时间常数 T 愈大则系统的快速性愈差。

18 、应用频域分析法，穿越频率越大，则对应时域指标 ts越小，即快速性越好19 最小相位系统是指 S 右半平面不存在系统的开环极点及开环零点。

20、按照校正装置在系统中的不同位置，系统校正可分为串联校正、反馈校正、补偿校正与复合校正四种。