自动控制原理试题及答案 (5)

课程教学 大纲编号 100102 课程名称 自动控制原理 学分 4 5 试卷编号 100102021 考试方式 闭卷考试 考试时间 120 分钟 满分分值 100 组卷年月 2000 5 组卷教师 向峥嵘 审定教师 陈庆伟 一 10 分 是非题 1 闭环控制系统是自动控制系统 开环控制系统不是自动控制系统 2 闭环控制系统的稳定性 与构成他的开环传递函数无关 与闭环传递 函数有关 以及与输入信号有关 3 控制系统的稳态误差与系统的阶数有关 与系统的类型有关 与系统的输入信号有关 以及与系统的放大倍数有关 4 前向通道传递函数为的单位负反馈系统能无差的跟踪斜波信号 k s k 0 2 5 最小相位系统是稳定的控制系统 二 10 分 填空题 图示系统的开环放大倍数为 静态位置误差为 静态速度误差为 误差传递函数为 s R s E 当输入信号时 系统的稳态误差 4 t r ss e 三 10 分 填空题 在频率校正法中 串联超前校正是利用串联矫正装置在系统的 频区 产生相角 以提高系统的 且使幅值穿越频率 c 从而系统的响应速度 串联滞后校正是利用校正装在 频区产生的特性 以使 达到提高 的目的 校正后的系统 c 响应速度 四 10 分 计算作图题 化简如图所示的结构图 并求闭环传递函数 s R s C 五 10 分 一个开环传递函数为 的单位负反馈系统 其单位阶跃响应曲线如图 s s k s G 1 所示 试确定参数 k 及 六 8 分 设单位负反馈系统的开环传递函数为 试计算系统的响应控制信 s s s G 110 100 号时的稳态误差 tsin t r5 七 10 分 设某系统的开环传递函数为 现希望系统特征方程的所有根都 Ts s k s H s G 1 在这条线的左边区域内 试确定满足此要求 k 的值和 T 值的范围 as a 0 八 12 分 设单位负反馈控制系统的开环传递函数为 试绘制从的 2 1 ss sk sG k 0 闭环根轨迹图 并求出使系统产生重根和纯虚根的值 k 九 10 分 已知某最小相位系统的对数幅频特性如图所示 试写出开环传递函数 并计算该系 统的稳定裕量 十 10 分 如图所示 其中 ABCD 是未校正前系统的 Bode 图 AEFCD 是加入某种校正环节 后系统的 Bode 图 试说明它属于哪种串联校正 写出校正环节的传递函数 说明该校 正方法的优点 课程名称 自动控制原理 学分 4 5 教学大纲编号 100102 试卷编号 100102021 考试方式 闭卷考试 满分分值 100 考试时间 120 分钟 一 6 分 1 3 2 3 3 4 4 2 5 1 二 12 分 1 452cos 2 5 2 2 t j j s s 2 0 23 1 2 1t etg ass sGsGLtgL 三 10 分 23321321 323321 1 1 HGHGHGGG sNHGGsRGGG sc 四 8 分 解 系统的特征方程为 01 s G 即 0521 k s s s 作代换 并代入特征方程得 1 1 ss 041 111 k s s s 即 045 1 2 1 3 1 ksss ks k s ks s 0 1 1 1 2 1 3 1 5 4 5 41 要使第一列元素均大于 0 则 200 k 也即 使特征根均位于左边的 k 值范围为1 s200 k 五 10 分 k ki 1 六 10 分 ss k sGk 101 10 1 04 0 2 2101 25 0 10 2 nnn k 七 12 分 开环极点 210 321 p p p 渐近线 180 60 1 a a 实轴上的根轨迹 0 1 2 分离点 舍577 1 433 0 6 126 02630 2 1 2 s ss ds sHsGd 在分离点处 385021 111 dddkd 与虚轴交点 023 23 ksss 时 有 ks k s ks s 0 1 2 3 3 2 3 21 6 k063 2 s 得 2 21 js 单位阶跃响应呈阻尼衰减振荡的 k 值范围为 63850 k 八 12 分 1 j j j j j G 1625 20100900 45 100 22 2 当时 此时 20 2 j G Im0 9 5 20 j G Re 稳定 000 RpZ R p 2 当时 一型系统 t t r2 v ss k e 2 40 5 2 5 20 100 e k ssv 九 10 分 2052 1010 50 256 1562 1050150 163 2 s s s G c ss s s s s G b s s s G a n 十 1