自动控制试题与答案1

第 1 页 共 页 一 填空题填空题 共 35 分 除最后两小题各为 2 分外 其它各小题均为每空 1 分 1 线性定常连续控制系统按其输入量的变化规律特性可分为 系统 随动系统和 系统 2 线性系统的主要特点是具有 性和齐次性 3 传递函数为 12 s 10 s 2 s 3 1 s 30 的系统的零点为 极点为 增益为 其单位阶 跃响应为 该系统的可近似为传递函数为 的二阶系统 4 分析自动控制系统时常用的典型输入信号是阶跃信号 斜坡信号 抛物 线信号 和 5 自动控制系统包含 和自动控制装置两大部分 6 线性系统数学模型的其中五种形式是微分方程 传递函数 7 是确定平面上根轨迹的充分必要条件 而用 确定 根轨迹上各点的根轨迹增益 k 的值 当 n m 时 开环 n 个极点之和等于闭环 n 个极点之和 8 对自动控制的性能要求可归纳为 和准确性 三个方面 在阶跃响应性能指标中 调节时间体现的是这三个方面中 的 而稳态误差体现的是 9 香农采样定理指出 如果采样器的输入信号 e t 具有有限宽带 并且 有直到 h 的频率分量 则使信号 e t 完满地从采样信号 e t 中恢 复过来的采样周期 T 要满足下列条件 10 对于给定的阻尼比 二阶系统的峰值时间和调整时间均与系统的谐振 频率成 比 11 非线性系统的描述函数 N A 定义为非线性环节的输出 与输入正弦量的复数比 非线性系统如其线性部分的传递函数为 G s 则系统产生自激振荡的条件为 G j 如 G s 是最 小相位系统 若 G j 曲线不包围 曲线 则系统是稳 定的 12 已知一系统单位脉冲响应为 则系统的传递函数为 t etg 25 1 3 13 表征一阶系统 K Ts 1 静态特性的参数是 动态特性的 参数是 14 线性二阶系统当 0 时 系统有一对纯虚根 其 阶跃响应为 过程 奇点类型是 第 2 页 共 页 15 差分方程为 的 1 1 1 1 2 5 05 05 0 nrencencenc TTT 系统的脉冲传递函数是 16 已知单位反馈系统的开环传递函数为 G S 1 S 1 则闭环系统 在 r t sin2t 时的稳态输出 c t 二 分析题分析题 共 65 分 1 求下图所示电路的传递函数及微分方程 8 分 2 已知系统的结构图如下图所示 求系统的传递函数 6 分 3 已知系统的特征方程为 0 1011422 2345 ssssssD 试判定系统的稳定性 并说明位于右半 S 平面的特征根数目 8 分 4 一单位负反馈系统的开环传递函数为 G s 8 s2 s 2 试计算输入 r t 分别为 1 t t 和 t2时 以及 r t 1 t t t2时 系统的稳态误差 8 分 5 已知开环零极点分布如图所示 试绘出相应的闭环根轨迹概略图 6 分 jjj 图a 图b图c 第 3 页 共 页 密 封 线 答 题 不 能 超 出 密 封 装 订 线 班 级 学生填写 姓名 学号 6 一最小相位系统传递函数的渐近对数幅频曲线如下图所示 12 分 1 求其传递函数 第 4 页 共 页 一 一 填空题填空题 1 恒值控制 程序控制 2 叠加 3 10 2 3 30 2 30t3t2t e 21 1 e 9 28 e 3 16 2 1 2 s 10 s 2 s 3 4 正弦信号 脉冲信号 5 被控对象 6 差分方程 脉冲传递函数 方框图和信号流图 7 相角条件 幅值条件 2 8 稳定性 快速性 快速性 稳定性和准确性 9 2 2 2 sh h T 10 反 11 输出基波分量 1 N A 1 N A 12 3 s 1 25 13 K T 14 等幅振荡 稳定中点 15 TT T ezez ez zR zC zG 5 05 02 5 0 1 1 16 452sin 35 0 2sin 2 ttjrc mss 二 分析题分析题 1 传递函数 13 12 222 222 RCssCR RCssCR sU sU r c 微分方程 r rr c cc u RCdt du CRdt du u RCdt du CRdt du 222 2 222 2 1213 第 5 页 共 页 密 封 线 答 题 不 能 超 出 密 封 装 订 线 班 级 学生填写 姓名 学号 1 4 2 3 0 1011422 2345 ssssssD Routh S5 1 2 11 S4 2 4 10 S3 6 S2 10 124 S 6 S0 10 第一列元素变号两次 有 2 个正根 4 为 2 型系统 K 4 p K v K a K 当输入 r t 分别为 1 t t 和 t2时 ess分别为 0 0 1 4 当 r t 1 t t t2时 根据线性系统的叠加原理 ess 1 4 5 jjj 图a 图b图c 6 1 依图可写出 G s K ss 12 11 dbLK40 lg20 100 K 所以 G s ss 100 1 1 1 1 12 第 6 页 共 页 第 7 页 共 页 密 封 线 答 题 不 能 超 出 密 封 装 订 线 班 级 学生填写 姓名 学号 025 0 xxx 1 39j0 25 1 2 x解得 系统在奇点 0 0 处有一对具有负实部的共轭 复根 故奇点 0 0 为稳定的焦点 025 0 xxx 1 39j0 25 1 2 x解得 系统在奇点 0 0 处有一对具有负实部的共轭 复根 故奇点 0 0 为稳定的焦点 在奇点 2 0 处 2 22 0 2 0 2 x x xxf 0 5 0 2 x xxf xxx x f x x f x 5 02 02 5 0 xxx 19 1 69 1 21 xx解得 系统在奇点 2 0 处有一正一负二个实根 故 奇点 2 0 为鞍点 在奇