自动控制理论期末试题

自动控制理论试题库

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二、计算分析题

A、线性定常微分方程和求解（例2-13，例2-17）；

习题2-7

（本题10分）设系统传递函数为232)()(2sssRsC，初始条件0)0(c,1)0(• c。求单位

阶跃输入)(1)(ttr时，系统的输出响应)(tc。

对应的微分方程)(2)(2)(3)(22trtcdttdcdttcd （2分）

对上式两边同时进行可得：

)(2)(2)]0()(s[3])0(c)0()([2sRsCcsCscsCs• （2分）

代入初始条件可得：)2(22141)2()23(23)(22分分sssssssssC

拉氏反变换可得 tteetc2241)( （2分）

B、结构图等效变换（表2-1，例2-20，例2-21，例2-22，例2-23，例2-24）；

例2-20

（本题10分）通过结构图等效变换求系统传递函数)()(sRsC（注意：不能用其他方法）。 )(sR)(1sG)(sC)(2sG)(3sG)(1sH)(2sH)(3sH)(4sG

)(sR)(1sG)(sC)(2sG)(3sG)(1sH)(2sH)(3sH)(4sG)(14sG

比较点移动、交换 （4分）

化简 （4分）

系统传递函数为：

1432134323243211)()(HGGGGHGGHGGGGGGsRsC （2分）

习题2-11（d）

（本题10分）通过结构图等效变换求系统传递函数)()(sRsC（注意：不能用其他方法）。

)(sR)(1sG)(sC)(2sG)(3sG)(1sH)(2sH)(3sH

专业：自动化

电气工程及其自动化 课程名称：

自动控制理论2 学分：4.5

3.5 试卷编号（）

编号： 考试方式： 闭卷 考试时间：120 分钟

拟卷人(签字)： 拟卷日期： 审核人(签字)： 自动控制理论试题库

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)(sR)(1sG)(sC)(2sG)(3sG)(1sH)(3sH312GGH比较点移动 （4分）

反馈等效化简 （4分）

系统传递函数为：33113322113211)()(HGHGHGHGHGGGGsRsC （2分）

习题2-11（e）

（本题10分）通过结构图等效变换求系统传递函数)()(sRsC（注意：不能用其他方法）。

)(sR)(1sG)(sC)(2sG)(3sG)(1sH)(2sH)(4sG

比较点移动、交换 （4分）

化简 （4分）

系统传递函数为：4112312321)(1)()(GHGHGHGGGGsRsC （2分）

B、欠阻尼二阶系统的动态过程分析（例3-1，例3-3）；闭环主导极点；

例3-1

（本题10分）设系统结构图如图所示，要求系统具有性能指标%5%p，stp1，确定系统参数K和，计算单位阶跃响应的特征量rt和)05.0(st。

系统的闭环传递函数为：KsKsKsRsC)1()()(2 （2分）

与传递函数标准形式相比得到：Kn，KK21 （2分）

69.0)/1(ln)/1ln(22pp， 34.412pnt （2分）

84.182nK， 265.012Kn （2分）

742.0drt，15.15.3nst （2分）

（本题10分）设系统结构图如图所示，要求系统具有性能指标%10%p，stp1，确定系统参数K和，计算单位阶跃响应的特征量rt和)05.0(st。

系统的闭环传递函数为：KsKsKsRsC)1()()(2 （2分） )1(ssKs1 自动控制理论试题库

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与传递函数标准形式相比得到：Kn，KK21 （2分）

59.0)/1(ln)/1ln(22pp， 89.312pnt （2分）

13.152nK， 42.012Kn （2分）

70.0drt，52.15.3nst （2分）

（本题10分）设系统结构图如图所示，要求系统具有性能指标%15%p，stp1，确定系统参数K和，计算单位阶跃响应的特征量rt和)05.0(st。

系统的闭环传递函数为：KsKsKsRsC)1()()(2 （2分）

与传递函数标准形式相比得到：Kn，KK21 （2分）

517.0)/1(ln)/1ln(22pp， 67.312pnt （2分）

47.132nK， 207.012Kn （2分）

67.0drt，84.15.3nst （2分）

海3-39

（本题10分）设电子心率起搏器系统如图所示，其中模仿心脏的传递函数为纯积分器。要求：

（1） 若5.0对于最佳响应，问起搏器的增益K应为多大？

（2） 若期望心速为60次/min，并突然接通起搏器，问1s后实际心速为多少？瞬时最大心速为多大？

R(s) E(s)

期望心速 实际心速

电子起搏器 心脏

（1）系统的开环传递函数为： )105.0()(ssKsG

闭环传递函数 KssKKssKs202020)105.0()(2

5.0,202,202nnK得：K=20 20n （4分）

(2) 闭环传递函数写为40020400)(2sss

)40020(40060)()()(2sssSRssC

阶跃响应为))6032.17(sin15.11(60)(10tetct c(1)=60次/min

峰值时间181.025.0120141.312npts %5.16%75.05.012ee

最大心率为min/9.69%)5.161(60次 （6分） 105.0sK s1 自动控制理论试题库

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（本题15分） 设电子心率起搏器系统如图所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一纯积分器。要求：

（3） 若2/2对于最佳响应，问起搏器的增益K应为多大？

（4） 若期望心速为60次/min，并突然接通起搏器，问1s后实际心速为多少？瞬时最大心速为多大？

R(s) E(s)

期望心速 实际心速

电子起搏器 心脏

（1）系统的开环传递函数为： )105.0()(ssKsG （1分）

闭环传递函数 KssKKssKs202020)105.0()(2 （2分）

2/2,202,202nnK，得：210,10nK （3分）

(2) 闭环传递函数为20020200)(2sss )20020(20060)()()(2sssSRssC