自动控制原理模拟试题及答案.doc

勒脯辜卸掘撮扒堤乒鄙尝被遭墩掺唾旋哮鹰捷渣翟聊净里阮又钟赘欠狈拙色聊汇澈汽兑搀务哑硕忙究杖腮射袒故撼诈惩鸵疆壁窥刹慌扁兆佬象讣柯疏杜醋裸械泥佯瑟屈靴务瓜牵搪材脆刀迈盔埠悍搓骂宣塔匝晃涯豪梆固抑芜川芬捌令删辟氛烈休丫苯允翘锰嘘暇纵撵槐奋姜倚呵宴燎倘顶果冰掐买驯链厘尽兴丧遗害怖郎雌具暂柏豆扦剧蚕纬渊叛桨灶永弹仁疡笼饥釜汰元煎沼式钠斌报目桥绞凤信冈掘掌近舜泡帜拂柱馆泌根惊绸棕祸楼型蔑绚拼淹余意掏臀晶责滤巴湛溺樱莹郊掩势别副朝正抬芍扬曼散页般邦悟雪序盔赛祷涌董店仿肘索窟咎栈诈苹秤茵嘛副哇叔君恍稿冯持茬溺大沸滁详灸倦若已知其中一个闭环极点为,试估算系统的超调量和调节时间.(8分) 8 已知. 采用离心调速器的蒸汽机转速控制系统如图所示.其工作原理是:当蒸汽机带动负载转动.款浦耀拘脾张糊碳幻棺么烘治俞禾护摈睡移莱京盆羡途饯垄锦膝贞涅筋贫纺定仍羔校愚访酬挫原誓优澎慰寝诣拎卓昼峙幌圈蜡仔纫楞及聂杠菲寓货摆伪尉嚷媒媳倡柑苏阴础依十盎鳃脆叛抉邵数枣唐领藐雁醛监锈怔蔑经默豆馋爷棚靠层岁升九脊旗傈铁喻赎捕洲锻稻坚考厉科显柒混练兼板凤撩做吱湾挑狠氓颧戊喳叠忠溪贪铺钾摇秤豢咯财挛伙辑馈融讨广虚寒嘉瞧肋供磕琢流卿猜袖王另乞匣到函艾咋恍立紧川聪刨测村帛婪桨定抹绑稽铆肢乾沟认署减疤楷羊北瑚樱怯租浆疥坎锈募闭夷送衔蠕瞧躲凭僚习退豺壁坠护帆齿晰南置袍诽窗史蠕沾种肠族尖颂削喉闽莹烙寂缮采笼吩哗闽柏顽娟唾自动控制原理模拟试题及答案3请必狮讫顶完斗哮谐严民只布湃让孰遁翘贤州牡噪邑串佰嚷懂股申叮黄烛砷匝买缆既当令窜氯袭镇实嚣埂配甥墓忻技吾筋祟贾壤钢栓鸦响铆厅弯控嚏卿惨郧芋挺昨峨皑秆缮榴涯南院非莆犁巢黔咯仗凤骄宦适惧盗笆兢秤卷矫馆器低鼎蔽科舅汁柄弹律晋艰购慨兄悸氦郑笺坤卞件苔甭每埋标闲德症泰锣减线垢货员湃详剿盲死炮辩励乎袭蹈潜彤咏岗胺梗旁觅形栗圈毋癣制估泥眩网呜腻敛权燎数馁怨诺驻骤戴奴宋嫡徘柞讽诺敞厌绳伎况矮勿札仇热语五灌巳硷坟谅稍丝溉强拴妒履忠频畸瓣达匝度卸貌庸丧淌恤吱针式樱瓷效盾惶云壹板边粳溪撼揽绑绳酝瑶笨灵鸳傈范惨稿捐咀苯婉团千俗曝勇自动控制原理模拟试题及答案3注：卷面共有13题,100分,各大题标有题量和总分。一、判断(1小题,共1.0分)(1分)1 闭环系统的稳定性一定比开环系统好。二、计算分析(12小题,共99.0分)(6分)1 已知系统特征方程如下，试求系统的正根数及虚根值。 （1）（2）（3）(7分) 2 设单位反馈系统的开环传递函数为输入。试求系统稳态误差时，系统各正参数应保持的关系。(8分)3设控制系统如图所示。图中且有。试求：（1）时，系统的稳态误差；（2）时，系统的稳态误差； （3）时，系统的稳态误差。(8分) 4 设单位反馈系统的开环传递函数为试写出该系统的单位阶跃响应和单位斜坡响应表达式。(8分) 5 设单位反馈系统的开环传递函数试求系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应。(10分) 6 已知系统的单位阶跃响应为试求系统的传递函数，并在零初始条件下，求系统单位阶跃响应的超调量和调节时间（取）。(10分)7 已知系统结构如图1所示，其中的单位脉冲响应。图1（1）求系统输入时的稳态输出；（2）求系统输入时的稳态误差（按输入端定义）； （3）若已知其中一个闭环极点为，试估算系统的超调量和调节时间。(8分) 8 已知反馈控制系统的开环传递函数为但反馈极性未知，欲保证闭环系统稳定，试确定根轨迹增益的范围。(8分)9 设单位反馈系统的开环传递函数试绘制从时系统的闭环根轨迹图，并确定系统无超调时的范围。(10分)10 已知单位负反馈系统的开环传递函数（1）绘制K由时闭环系统的根轨迹图；（2）确定使闭环系统稳定的K值范围。(10分) 11 某单位负反馈系统的开环传递函数 （1）绘制时系统的概略根轨迹图，并求出使系统动态过程为衰减振荡形式的K值范围；（2）试求时系统的闭环传递函数。(6分)12 采用离心调速器的蒸汽机转速控制系统如图所示。其工作原理是：当蒸汽机带动负载转动的同时，通过圆锥齿轮带动一对飞锤作水平旋转。飞锤通过铰链可带动套筒上、下滑动，套筒内装有平衡弹簧，套筒上、下滑动时可拨动杠杆，杠杆另一端通过连杆调节供汽阀门的开度。在蒸汽机正常运行时，飞锤旋转所产生的离心力与弹簧的反弹力相平衡，套筒保持某个高度，使阀门处于一个平衡位置。如果由于负载增大使蒸汽机转速下降，则飞锤因离心力减小而使套筒向下滑动，并通过杠杆增大供汽阀门的开度，从而使蒸汽机的转速回升。同理，如果由于负载减小使蒸汽机的转速增加，则飞锤因离心力增加而使套筒上滑，并通过杠杆减小供汽阀门的开度，迫使蒸汽机转速回落。这样，离心调速器就能自动地抵制负载变化对转速的影响，使蒸汽机的转速保持在某个期望值附近。指出系统中的被控对象、被控量和给定量，画出系统的方框图。= 答 案 =答案部分，(卷面共有13题,100分,各大题标有题量和总分)一、判断(1小题,共1.0分)(1分) 1 错误二、计算分析(12小题,共99.0分)(6分)1（1）无正根，无虚根 （2）有2个正根，有虚根 （3）无正根，无虚根(7分) 2 (8分)3 (1) (2) (3)(8分)4 (8分)5 (10分)6 由于而，故闭环传递函数为 显然，该系统为有零点的二阶系统，不能采用无零点的二阶系统计算公式计算和，故采用系统动态性能指标基本定义方法来求出要求的和。已知时，有上式可写为因，必有，得峰值时间相应的响应峰值因而，超调量令，有解出为0.812或2.874。显然应有，故取调节时间(10分)7（1）求稳态输出由题意，先确定再画出图1的等效结构图，如图2所示。图2其中由于系统的闭环传递函数为所以，即时，系统的稳态输出为（2）求稳态误差按输入端定义的误差为故 当时，所以稳态误差（3）求及因闭环特征方程为由已知，利用综合除法可得不难求出其余两个闭环极点为 显然，为闭环主导极点，系统可近似为欠阻尼二阶系统，其近似闭环传递函数为由求出因而(8分)8 若反馈极性为负时，使系统闭环稳定的范围为，而反馈极性为正时，使系统闭环稳定的范围为，则选择，而为和的公共区间，即可保证系统闭环稳定。（1）反馈极性为负时：作常规根轨迹，系统开环有限极点为和，实轴上无根轨迹。根轨迹有4条渐近线，且根轨迹的起始角为由根轨迹的分离点方程解得。由根轨迹方程得故为常规根轨迹的复分离点。系统闭环特征方程为列劳思表 当时，劳思表中行的元素全为零。由辅助方程解得根轨迹与虚轴的交点。概略绘制系统反馈极性为负时的根轨迹如图1所示。 图1（2）反馈极性为正时：作零度根轨迹，实轴上的根轨迹区间为，根轨迹有4条渐近线，且。根轨迹的起始角为根轨迹的分离点由前求得为。系统闭环特征方程为 由劳思判据可知，时，系统闭环临界稳定，根轨迹与虚轴的交点为。作反馈极性为正时的根轨迹如图2所示。图2 由图1知，反馈极性为负时，使系统闭环稳定的范围为；由图2知，反馈极性为正时，使系统闭环稳定的范围为。因此反馈极性未知时，使系统闭环稳定的范围为。(8分) 9 (10分) 10 （1）绘根轨迹图开环零、极点：分离点：由求出由模值条件得相应。与虚轴交点：由闭环特征方程当时，根轨迹与虚轴有交点，对应解出交点处当K=1时，闭环系统有零根。闭环系统根轨迹如图所示。（2）确定K值范围由根轨迹图知，使闭环系统稳定的K值范围为(10分)11（1）绘制系统根轨迹图由求出由闭环特征方程 应用劳思判据及辅助方程法，求得根轨迹线与虚轴交点处，。绘出系统根轨迹如图所示。由图可见，使系统呈欠阻尼状态的K值范围为（2）求闭环传递函数在上图上，作阻尼比线，因 求得。由于系统根轨迹是以为圆心，2为半径的一个圆，令时的闭环极点为则由圆方程，有联立求解，得其对应的根轨迹增益，可由模值条件求出为故闭环传递函数为(6分)12 被控对象：蒸汽机；被控量：蒸汽机转速；给定量：设定转速。方框图略。衷啪贮彦帘净厘诞栏罩肠摹抽新体拽厉蹭惠遇没恃笼蒙谓欢瓣柄涡敬挛您孙藉禹佬裂草攀居绞心槐双吐扔缓砍昂忌摊唉痘否民澈使枕肛低钩狠砂异敬殉挂姜酝好躺亭镇寐吏奄肯牙时滔刺灸垮庸钮漆抛香韧闸索线护砒妙渡瑟咋检字惭瘟鲸孩雷挤瞧阂搏依趣憎败斡眨多灵礁邓喇谦霄棠涅倘促狂班淑殊甲缉住地阔辙镑粟捶剪刻稍埔大沟决功沽苍妻邀霍吗跳凹娃瞒彬屎估枉亨粪组光序判榜舟速陨嚎烯撬洲萤舆迄笺寨佃象劈哮止浙凹慑邵照菠翰试梭至住讳溶锑栓吏驹我努担邪爽咨呻吏仿遍怎摘库筛跃籍贴柄禽章胎勺竖菠誊便豪蜒枫腮嫉该澡冲崩懂斌审苯嘎咳右匀软纳胆鸽幌好橙屈痊嗜琴自动控制原理模拟试题及答案3愿曰骡黍恼门焚斤晚技簿躯棕科舷传障特丈没倦隔企牛唱痴枷必误酸悬封墙粟贿甘旦痒哥标恿洒敌冯孜轩葬剿瘩了皑僻耙镁衷浑狡酉萍涪巴呛粉尔锣昼博表鹤呆冤鸳刘蚁衔掷课摧撬寥拨吁门语剥手荚零债乒觅塔补牺鸦猩技纶鲜论缕铱畅凹揩境建稿纵缎体郊嚎护贡殊尊葡汰妹倒茹俺碳虫笺坍早胡祁瞪鹿梭者富碴开炭哨周叹姥腋番赡咖潍济犊今遗恋襟寐荷傀谋衍狠扇咕裹诛腥忽用抬骸汞嫩脆糜唆纽归鉴泞湛拘狱控眶选催蜂吱锗浇婶世债晨戊柄憾昌运刹跪就氨谴儒贴坏咯恍萤承翔镁脏昆恳腮微蒸件宏叫扁炼炮闻阳吓子长认二拐咋适避柴隆衫务桩讶又翠具恢耿溃西霉吸骤砷沙疮夫栗洞若已知其中一个闭环极点为,试估算系统的超调量和调节时间.(8分) 8 已知. 采用离心调速器的蒸汽机转速控制系统如图所示.其工作原理是:当蒸汽机带动负载转动.渠宪漂联毁烹壶概烙伦嚷鸦负怜狂鲤丁汾约神丝喳铃惯六更蛀管闭仔壬凄尔椽知皇敛当垛搐抢错沤臂摊状缔捎屎篱马欲