自动控制原理_期末试卷及答案详解.doc

承诺：我将严格遵守考场纪律，知道考试违纪、作弊的严重性，还知道请他人代考或代他人考者将被开除学籍和因作弊受到记过及以上处分将不授予学士学位，愿承担由此引起的一切后果。专业 班级 学号 学生签名： *20102011学年第一学期考试卷试卷编号：（A）卷 自动控制原理（B） 课程 课程类别：必闭卷： 考试日期：19周题号一二三四五六七八九十总分累分人签名题分10101212101612108100得分考生注意事项：1、本试卷共6页，总分100分，考试时间120分钟。2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。得分评阅人 一、求下图所示RC网络的传递函数。（共10分）解： 得分评阅人 二、求下图所示系统的传递函数C(S)/R(S)。（共10分）C(s)解G1(s)G2(s)H1(s)-+H2(s)-R(s)H3(s)三、系统已知单位负反馈系统的开环传递函数为得分评阅人 试求(共12分)：（1）系统静态位置误差系数、静态速度误差系数和静态加速度误差系数；（2）当参考输入为时系统的稳态误差。解：（1） （2） 时得分评阅人四、已知系统结构图如图所示，单位阶跃响应的超调量Mp16.3，峰值时间tp=1s。试求：（共12分）(1)开环传递函数G（S）；(2)闭环传递函数（S）；(3)根据已知性能指标Mp及tp确定参数K及。解：（1）依题意有： 得： 得：则：，故：（2）则 （3）在（1）中已求得五、已知系统的特征方程为，试求系统在S右半面的根的个数及虚根值。（共10分）解：利用劳氏判据求解，列劳斯列表如下 1 8 20 16 2 12 16 0 2 12 16 8 24 0 （，） 6 16 8/3 0 16从表中可知，第一列系数都为正数，故系统在S右半面的根的个数为0个。令得两对虚根用长除法由 得故所求虚根值如上 六、已知最小相位系统的开环对数幅频渐进特性曲线如下图所示，写出系统的开环传递函数，并求出系统的相位裕量。（共16分）解：设开环传函为低频时 ，过点（1,40），得K=100且过（，0），即故 ，得=40从而得 所以 七、判断下列各系统的稳定性及不稳定闭环极点的数目。（共12分）系统的开环幅相频率特性曲线如图（A、B）所示， P为开环传递函数在S右半面上的极点数，V为系统的型别。 (每题6分) 解：作图如下-1-1 N=1 N=0 Z=N+P=2 Z=N+P=0 系统不稳定 系统稳定 不稳定闭环极点的数目为2八、求下图闭环离散系统的脉冲传递函数（Z）或输出Z变换C（Z）。（共10分）解：九、某单位反馈系统的开环频率响应特性如下：（共8分）234567810G(j) 108.564.182.71.510.6G(j)-100 o-115 o-130 o-140 o-145 o-150 o-160 o-180o(1) 求系统的相位裕量和增益裕量；(2) 欲使系统具有20dB的增益裕量，系统的开环增益应该变化多少？(3) 欲使系统具有40o的相位裕量，系统的开环增益应该变化多少？解：（1）从表可知 ， 所以系统的相位裕量 所以系统的增益裕量 （2）使系统具有20dB的增益裕量，即，得故系统的开环增益应该变化为原来的 =0.17倍。 （3）使