中国石油大学自动控制2010年期末考试试题.doc

卷20102011学年第1学期自动控制原理试卷（闭卷） 专业班级 测控08级 班 姓 名 学 号 开课系室 自动化 考试日期 2011年1月11日 题 号一二三四五六七八总分得 分阅卷人一、填空题（每空1分，共20分）1. 自动控制基本控制方式包括_、_和复合控制。2. 对于自动控制系统性能的基本要求归结为三个方面，分别是：_、_、_。3. 线性定常系统的传递函数定义为，在_条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。传递函数只取决于系统的_，而与系统输入量的形式无关。4. 对于稳定的高阶系统，闭环极点负实部的绝对值越大，其对应的响应分量衰减得越_（快/慢）。在所有的闭环极点中，有些极点距离虚轴最近且周围没有闭环零点，这样的闭环极点称为_。5. 线性系统的稳态误差与系统的结构_（有关/无关），与系统输入信号的大小和形式_ (有关/无关），线性系统的稳定性与输入信号大小和形式_（有关/无关）。6. 在适当位置附加开环零极点可以改善系统性能。当开环极点不变，附加一个负实数零点会使得根轨迹向S平面_(左/右)半平面弯曲。附加的零点越靠近虚轴，其对系统的影响就越_ (大/小)。7. 串联超前校正是利用了校正环节的_特性，滞后校正是利用校正环节的_特性，两种校正方法都能增加了原系统的相角裕度。8. 如果离散控制系统的开环增益不变而增大采样周期则系统的稳定性变_（强/弱）；如果其采样周期不变而减小开环增益则系统的稳定性变_(强/弱）。9. 非线性系统与线性系统的本质区别在于不再适用_，非线性系统稳定分析更加复杂，可能存在_个平衡状态，也可能出现自激振荡现象。二、计算题（共80分）1、控制系统的结构图如图所示，求系统输入输出变量之间的传递函数。（10分）2、已知二阶系统如图所示，求输入输出变量之间的传递函数，选择参数和，使系统的自然振荡频率和阻尼比分别为，。（10分）三. (10分)某系统的结构图如图21写出传递函数，。2求r(t)=1(t), n(t)=0时系统响应曲线的超调量和调节时间。 3求r(t)=t, n(t)=1(t)作用下系统的稳态误差。 图2四、（12分）单位负反馈系统的开环传递函数为1绘制从时的闭环系统根轨迹；2确定使得系统稳定的范围；3求闭环主导极点阻尼比为0.5时的值。五、（12分）已知某系统结构图如图3所示，其中G(s)为最小相位系统，对应的对数幅频特性曲线如图4所示，为校正环节。图3图41. 写出校正前系统开环传递函数G(s)。2. 求校正前系统的截止频率和相角裕度，并判断系统的稳定性。3. 如果，给出一组参数和T使得校正后系统相角裕度不小于40度，截止频率为2.7rad/s，分析这是何种校正方式？并说明其特点。六、 （10分）已知系统如图所示，非线性环节的描述函数为，1.系统稳定时K的取值范围2. K=12时，分析系统是否存在稳定的周期运动，如果存在求出振幅和频率。 图5七、（8分）已知采样控制系统如下图所示，采样周期。（注：）图61写出该系统的开环和闭环脉冲传递函数；2判断系统稳定性；3当r(t)=t作用时的稳态误差。八、（8分）某系统结构图如图7，K=10时，系统的开环幅相频率特性曲线如图8，分别求下述情况时系统稳定的