自动控制原理试题

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题号一二三四五六七总分

分数1612241612911

成绩

一、(共 16 分,每空 2 分)填空题。

1、根据有无反馈,控制系统可分为两类:()。

2、传递函数的定义是(

)。

3、

F( s)

2

s3的拉氏反变换为()。

3s 2

s

4、非最小相位系统是指(

)。

5、某闭环传递函数为C( s)1的控制系统的截止频率

b 为() rad / s 。R(s)2s1

6、线性采样系统稳定的充要条件是其特征根均位于z 平面()。

7、已知某控制系统开环传递函数为2,则该系统的剪切频率 c 为() rad / s ,

s 1

相角储备为()度。

二、(共 12 分)系统的方块图如下,试求:

1、通过方块图化简求闭环传递函数C s

(用梅逊公式也可)。(8 分)R s

2、误差传递函数E( s)

。( 4 分)

R( s)

-G6

R(s) + E( s)+C(s)

-G1G2G3G4

G 5

G 7

三、(共 24 分)某单位负反馈控制系统如图,阻尼比0.5 ,试求:

R(s) +

K C(s) s( s 1)

1、系统类型、阶次。(2 分)

2、K、无阻尼振荡角频率n 、有阻尼振荡角频率d的值。( 6 分)

3、系统的开环传递函数G K (s) 。(2 分)

4、静态误差系数K p,K v和 K a。(3分)

5、系统对单位阶跃、单位斜坡、单位加速度输入的稳态误差e ssp, e ssv, e ssa。(3分)

6、峰值时间t p,最大超调量p % 。(4分)

7、输入信号为r (t ) 2时,系统的稳态输出c() 、输出最大值c m ax。(4分)

四、(共 16 分)传递函数题。

1、(从图 ( a) ,( b) 中选作一题)求系统输入为x i,输出为 x o时的传递函数X o ( s) 。(6分)

X i (s)

k1k2x i

R1

R2

m x o x i x o

C

f

注:图 () 中,x

i, x o是位移量;图(b)中, x i, x o是电压量。

a

( a)(b)

2、已知最小相位系统对数幅频渐近线如图,试求对应的传递函数

G(s) 。( 6 分)

L( ) / dB

0dB / dec

20

20dB / dec

0dB 0.5

/ rad s 1

3、已知采样控制系统如图所示,写出系统的闭环脉冲传递函数

C ( z)

。( 4 分)

R( z)

R(s) +

G 1(s)

G 2 (s)

C(s)

-

H ( s)

五、(共 12 分)

1、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为

G K (s)

K

,试确定使系统产生持

2 2s 4)

s(s 续振荡的 K 值,并求振荡频率

。(6分)

2、下图中,图( a )为某一系统的开环幅相频率特性曲线,图(

b )为另一系统的开环对数

幅相频率特性曲线,

P R 为开环右极点数,试判断两个系统的闭环稳定性。

(6 分)

P R 2

Im L( )

P R

2

G( j )H ( j )

Re

( 1, j 0)

( )

( a ) (b )

燕山大学试卷密封线共8页第7页六、(共 9 分)已知单位负反馈系统的开环传递函数为G K (s)4,试求:

s( s 2)

1、绘制开环对数幅频特性曲线的渐近线。(4 分)

2、输入为 r (t) 2 sin(2t 90 ) 时,闭环系统的稳态输出c ss。(5分)

七、(共 11 分)图(a)、(b)中,实线分别为两个最小相位系统的开环对数幅频特性曲线,采

用校正后,曲线由实线变为虚线,试问:

1、串联校正有哪几种形式?( 3 分)

2、图(a)、(b)应分别采取什么校正方法?( 4 分)

3、图(a)、(b)所采取的校正方法分别改善了系统的什么性能?( 4 分)

L() -1L( )

-1 -2

-1

0dB

-1

0dB

-2-2-2

注: -1 表示 -20dB/dec , -2 表示 -40dB/dec

( a)( b)

一、(共 16 分,每空 2 分)

1、开环控制系统、闭环控制系统

2、当初始条件为零时,输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比

3、 2e t e

2t

4、若控制系统的传递函数中有零点或极点在复平面

[ s ] 的右半部,则称为非最小相位传

递函数,相应的系统称为非最小相位系统

5、 0.5

6、以圆心为原点的单位圆内

7、

3,120

二、(共 12 分)

1、( 8 分)将 A 点后移

G 6

R(s) +

E(s)

C(s)

G 3

G 1

G 2

A

G 4

G 5

G 7

G 6/G 4

R(s) +

E(s)

C(s)

G 3

- G 1

G 2

G 4

G 5

G 7

G 6/G 4

R(s) +

E(s)

G 3G 4

C(s)

G 1

G 2

1+G 3G 4G 5

G 7

R(s) +

E(s)

G 2G 3G 4

C(s)

G 1

1+ G 3G 4G 5+ G 2G 3G 6

G 7

R(s)

G 1G 2G 3G 4

C(s)

1+G 3G 4G 5+G 2G 3G 6+G 1G 2G 3G 4G 7