自控习题二.doc

一、在经典控制理论中，闭环控制是一种最基本的控制方式，也是一种常用的校正方式，试举例论述采用闭环控制的优点。（10分）二、什么是无源超前校正网络？怎样用频域法设计该网络？（10分）三、某系统零初始条件下的单位阶跃响应为 试求系统的传递函数和脉冲响应。（10分）四、已知系统的结构图如图所示，试求1当Kd=0，求系统的阻尼比，无阻尼振荡频率n和单位斜坡输入时的稳态误差；2确定Kd以使=0.707，并求此时当输入为单位斜坡函数时系统的稳态误差。(15分) 五、单位反馈控制系统开环传递函数为试确定使相应的裕度的a的值。(10分)六、已知系统开环幅相频率特性曲线如图所示，试根据奈氏判据判别系统的稳定性，并说明闭环右半平面的极点个数。其中，p为开环传递函数在s平面的右半平面极点数，v为开环积分环节个数。(15分)七、已知单位负反馈系统的开环传递函数为1.试绘制该系统闭环根轨迹图。2.求出使系统闭环稳定的K值范围。(15分) 八、已知系统结构图如图所示，试计算传递函数C1(s)/R1(s)、C2(s)/R1(s)、C1(s)/R2(s)、C2(s)/R2(s)。(15分) G3(s)G4(s)G2(s)G1(s)一、答：在自动控制系统中，控制装置对被控对象所施加的控制作用，若能取自被控量的反馈信息，即根据实际输出来修正控制作用，来实现对被控对象进行控制的任务，这种控制原理称为反馈控制原理，正由于引入反馈信息，使整个控制过程成为闭合，因此按反馈控制原理建立起来的控制系统叫做闭环控制系统。闭环控制系统的响应对外部干扰和内部系统参数的变化均相当不敏感，抗干扰能力很强，这样对于给定的控制对象，有可能采用不太精密而且成本较低的元件构成精密的控制系统，在开环情况下就做不到这一点。二、答：（1）串联超前网络的电路图如图所示：原理：利用校正装置的相角超前补偿原系统的相角，从而增大系统的相角裕度。（2）步骤如下：根据稳态误差要求，确定开环增益K。利用已经确定的开环增益K，计算未校正系统的相角裕度。计算校正后的和校正装置参数a。确定校正装置的传递函数。验证校正后的系统是否满足指标要求。根据超前网络，确定超前网络的元件值。三、解： 传递函数为 单位脉冲响应为 四、解：（1）当Kd=0时，有 （2）时，有五、六、七、八、 一、请简述判断系统稳定的方法。（10分）二、什么是迟后校正网络？怎样设计该网络？（10分）三、已知最小相位系统开环频率特性分别为如图a和b所示，其中图a系统积分环节个数为1，试判断闭环系统的稳定性。（15分）四、假设系统的动态结构图如图所示1试求传递函数和；2若要求消除干扰对输出的影响，试求Gc(s)=? （15分）五、已知闭环系统特征方程式如下：1；2。（10分）试确定K的取值范围保证闭环系统稳定六、设负反馈系统的开环传递函数为：试绘制闭环根轨迹图。（10分）七、一系统如图所示，试判断闭环系统的稳定性。（10分）C（s）R（s）八、系统信号流图如图所示，求该系统的总传输。（10分）九、已知系统开环幅相频率特性曲线如图所示，试根据奈氏判据判别系统的稳定性，并说明闭环右半平面的极点个数。其中，p为开环传递函数在s平面的右半平面极点数，v为开环积分环节个数。(10分) 一、答：时域：如果扰动响应收敛，则系统稳定；复域：（1）如果闭环零极点都严格位于s左半平面，则系统稳定； （2）根据劳斯判据判断 频域：（1）频域稳定判据（2）奈奎斯特稳定判据二、答：迟后校正网络如图所示原理：利用校正装置的高频幅值衰减特性，降低系统零分贝频率，以获得足够的相角裕度。步骤：（1）根据稳态误差要求，确定开环增益K。（2）利用已经确定的开环增益K，计算未校正系统的相角裕度、截止频率等参数。（3）根据相角裕度的要求，计算校正后的截止频率。（4）确定校正装置的参数b和T。（5）验证校正后的系统是否满足指标要求。（6）确定校正网络的元件值。三、（b）因为N=2，故补做180垂线。N+=0，N-=1,R=-1Z=P-2R=2,系统闭环不稳定四、解：（1）（2）根据题意得，C(s)/R(s)=0即Gc(s)=K4/K1K2五、六、5)与虚轴的交点。方