自动控制原理考试试卷及答案30套

第74页，共74页自动控制原理试卷甲(1)2.(10分)众所周知，系统的初始条件是零，其单位阶跃响应是，试着找出系统的传递函数和单位脉冲响应。3.(12点)从0变为时，系统的开环频率特性如图4所示。指示开环增益。表示开环系统在右半平面上的极点数量。指示系统中包含的集成链接的数量。尝试确定闭环系统的稳定值范围。(a)(b)(c)图4图24.(12分)已知系统结构图如下，试着找出系统的传递函数6.(15分)串联校正最小相位系统。图中曲线(1)和(2)分别显示了校正前后对数幅频特性的渐近线。尝试找出校正前后校正装置的传递函数，并指出Gc(S)是什么类型的校正。8.(12点)非线性系统线性部分的开环频率特性曲线和非线性元件的负倒数描述曲线如下图所示。试着判断系统的稳定性，指出与G(J)的交点是否为固有振动点。自动控制原理试卷甲(2)1.(10分)众所周知，单位负反馈系统的开环传递函数是求系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应。2.(10)将单元负反馈系统的开环传递函数设置为：如果选择图(a)(b)所示的奈奎斯特路径，试着分别画出图(a)和图(b)对应的奈奎斯特曲线，并根据对应的奈奎斯特曲线分析系统的稳定性。3.(10分)系统的闭环传递函数是：如果欠阻尼条件下系统单位阶跃响应的超调量小于16.3%，调节时间小于6s，峰值时间小于6.28s，试着在S平面上画出满足要求的闭环极点所在的区域。(8分)4.(10分)试着回答以下问题：(1)为什么串联超前校正能改善系统的瞬态性能？(2)从抑制扰动对系统影响的角度来看，哪种校正方法最好？5.(15分)对单元负反馈系统进行串联校正，校正前开环传递函数，并试着画出K从0 变化的根轨迹。如果使用角平分线法进行校正(提前)，使得校正后有复数极点，则计算校正装置和相应的K值。6.(15分钟)已知最小相位系统的对数幅频特性曲线如下图所示(近似用分段直线表示)(1)尝试编写系统的传递函数g (s );(2)绘制相应对数相频特性的近似形状；(3)在图上标记相位裕量。7.(15分)问题7的图(a)显示了具有间隙非线性的系统。问题6的图(b)显示了非线性链路的负振幅和相位反转特性以及线性链路的频率特性。两条曲线在交点处相交，以判断在两个交点处是否存在稳定的自持振荡。主题7图(b)0主题7图(a)8.(15分钟)下图显示了一个离散控制系统。采样周期T=0.2秒。试着找出闭环稳定K1和K2的取值范围。自动控制原理试卷甲(3)1.(10分)众所周知，单元负反馈系统的开环传递函数是试图找出系统的单元脉冲响应和单元阶跃响应。2，(10点)已知单元负反馈系统的闭环零点为-1，闭环根轨迹的起点为0，-2，-3。当系统稳定时，尝试确定开环增益的值范围。3.(10分)已知系统的结构图如下。尝试找出：(1)闭环幅相特性曲线；(2)开环对数幅频和相频特性曲线；(3)单位阶跃响应的过冲%和调节时间Ts；(4)相位裕量和振幅裕量h(10分)问题4图4所示离散系统的开环传递函数的变换是：图4尝试寻找闭环系统的特征方程，判断系统的稳定性。3.(10分)众所周知，系统的初始条件是零，其单位阶跃响应是，试着找出系统的传递函数和单位脉冲响应。4.(8点)众所周知，单元负反馈系统的开环传递函数是绘制其奈奎斯特曲线，并使用奈奎斯特准则来确定闭环系统的稳定性。6.(12分)串联校正最小相位系统。图中曲线(2)和(1)分别显示了校正前后对数幅频特性的渐近线。尝试找出校正前后校正装置的传递函数，并指出Gc(S)是什么类型的校正。7.(15分)问题6说明了取样系统的框图。已知采样周期T=1秒。钢筋混凝土图6(1)寻找使系统稳定的K值；(2)当k=1时，求出系统的单位阶跃响应(3)计算单位阶跃扰动下的稳态误差。图78.(12分)已知系统结构图如下，试着找出系统的传递函数。9.(12点)非线性系统线性部分的开环频率特性曲线和非线性元件的负倒数描述曲线如下图所示。试着判断系统的稳定性，指出与G(J)的交点是否为固有振动点。自动控制原理试卷(五)一、基本概念：(35分)1.系统在单位阶跃输入和零初始条件下的输出响应是系统的传递函数和单位斜率响应。(9分)2.单位负反馈系统的开环奈奎斯特曲线分别如下图所示，其中右半平面的极点和原点分别为。尝试确定系统右半平面的闭环极点，判断闭环稳定性。(6分)3.系统的闭环特性方程是试图确定闭环系统在右半平面、左半平面和虚轴上的闭环稳定性和极点数。(10分)4.控制系统如下图所示。众所周知，r(t)=t，n(t)=1(t)。计算了系统的稳态误差，并说明了减小稳态误差应采取的措施。(10分)二。综合分析计算题：(65分)1.(13点)尝试找出下图所示无源网络的传递函数，其中R1=R2=1，L=1H，C=1F，以及找到系统当时的稳态输出。3.(14点)系统开环对数幅频特性曲线如下图所示，其中曲线(1)和曲线(2)分别代表校正前后。试着解决：确定使用何种系列校正，并写出校正装置的传递函数Gc。(b)当系统非常稳定时，确定校正的开环增益值。(c)当开环增益K=1时，计算校正系统的相位裕量和幅度裕量h。自动控制原理试卷甲(6)一、(12点)系统框图如图所示。试着找到传递函数，典型二阶系统的开环传递函数为当测量时，系统的稳定输出是，尝试确定系统参数(12分)对于下图所示的系统，试着找出：当r(t)=1(t)和n(t)=1(t)时，系统的稳态误差ESS五、(14点)系统结构图如下，要求：(1)绘制系统稳定时奈奎斯特曲线的总图。(2)当系统的临界稳定性在奈奎斯特图上被证明时。图6六、(14分)最小相位系统采用串联滞后校正。校正前开环对数幅频特性的渐近线如图所示。要求校正后的振幅交叉频率(均为正常数字)。尝试找到校正装置传递函数和校正开环传递函数。自动控制原理试卷甲(7)1.(10点)如图1所示，设置系统开环极点()，零点()的分布。试着画出相应的根轨迹图。(a)(b)(c)(d)(e)图12.(10点)已知系统的开环幅相频率特性如下图所示。尝试根据奈准则判断系统的稳定性，并解释闭环右半平面的极点数。其中右半平面中开环传递函数的极点数是多少(1)在选择校正装置时，分析系统的稳定性；(2)当选择校正装置时，分析系统的稳定性，如果计算出系统的稳定性；(3)确定校正的系统类型和开环增益。=8.(15分)用描述函数法分析非线性系统。首先，系统模型应该被自然化。尝试将下列非线性系统化为满足要求的形式。(N(A)是一个非线性环节)自动控制原理试卷甲(8)1.(10分)系统框图如下图所示。当输入单位斜率时，如果系统单位阶跃响应的过冲为ess=0.25，请尝试找出：(1)，n，k，t的值；(2)单位阶跃响应的调整时间ts和峰值时间tp。2.(15分)系统框图如下图所示。试着找出系统的传递函数。3.具有扰动输入的控制系统如下图所示，并计算系统当时的稳态误差。(10分)4.(15分钟)已知最小相位系统的开环对数幅频渐近线如下图所示：(1)尝试编写系统的开环传递函数并计算参数；(2)绘制开环对数相位频率特性的粗略曲线。5.(20点)系统结构如图所示。(1)主导极点设计在根轨迹的角平分线处，尝试确定校正装置中的、和参数；(2)确定校正的系统类型和开环增益；(3)计算校正过冲和调整时间；(4)计算修正后的总和。=自动控制原理试卷A(9)1.(10分)已知系统的单位阶跃响应是，试图找到系统的传递函数和调节时间。(10点)闭环系统的特征方程是试图找出系统产生的等幅振荡的K值。3.(12点)系统框图如下，试着找出：(1)；(2 ).=5.(15)单元反馈系统的开环传递函数称为。(1)绘制开环频率特性的极坐标(来自)；(2)根据奈奎斯特稳定性准则判断系统的稳定性；(3)当系统不稳定时，计算闭环系统在右半平面的极点。6.(15分)给定单元负反馈系统的开环传递函数，尝试选择以下三个串联校正网络中的一个，使系统最稳定。，7.(15分钟)如图所示设置一个取样系统。采样周期Ts=1。(1)找到闭环Z传递函数。(2)尝试在阶跃输入下找到它的输出c(kt)自动控制原理试卷甲(10)典型二阶系统的开环传递函数为当测量时，系统的稳定输出是，尝试确定系统参数(12分)尝试找出下图所示的无源校正网络的传递函数，绘制其波特图并解释其特征(超前或滞后)。(12点)闭环系统的特征方程是试图找到系统产生的等幅振荡的K值。4.(13分)机组负反馈系统的开环传递函数是：试标系统从变化的根轨迹写出标绘步骤，并说明闭环系统稳定时K的取值范围。(13分)五、(13)系统框图如图所示，试图找出当时总系统误差为k时的取值范围。七、(14分)串联校正最小相位系统。图中曲线(2)和(1)分别显示了校正前后对数幅频特性的渐近线。尝试找出校正前后校正装置的传递函数，并指出Gc(S)是什么类型的校正。八、(12分)已知系统结构图如下，试着找出系统的传递函数自动控制原理试卷甲(11)一、作文题(30分)1.试画出通用自动控制系统的原理和结构图，并简要说明各部分的功能？(6分)2.什么是最小相位系统和非最小相位系统？最小相位系统的主要特征是什么？(6分)3.试画导线网络的伯德图，并说明其特点和使用频率法进行导线校正的条件？(6分)4.相平面分析的局限性是什么？(6分)5.写出绘制ro的条件方程(2)设计使系统在单一作用下无稳态误差；(3)设计使系统在单一作用下无稳态误差。五、(10分)尝试回答以下问题，重点描述物理概念：(1)主动校正装置和被动校正装置有什么不同的特点？当实施修正规则时，它们有相同的效果吗？(2)相位滞后网络的相角滞后，为什么能改善系统的相位裕度？(3)从噪声抑制的角度来看，迟滞的最佳校正形式是什么？(10分)在单元负反馈系统的正向通路中有一个非线性描述函数，线性部分的传递函数为。尝试描述函数法来确定系统是否产生自激振荡？如果有自激振荡的参数。自动控制原理(12)我填空(15分)1.在经典控制理论中，描述控制系统的数学模型有-等。2.为了减少稳态误差，可以使用前向信道积分链路数或开环