《自动控制原理》A卷答案(电气工程及自动化专业)

1、山东科技大学2007 - 2008学年第一学期自动控制原理考试试卷(A卷)答案及评分标准题号-1-三四总得分评卷人审核人得分班级姓名学号1、对自动控制系统的基本性能要求可归纳为三个方面，这三个方面是 一稳-、填空题(每空1分，共15分)2、对于最小相位系统，开环对数幅频特性的低频区决定了系统的 准确性能；中频区决定了系统的一快速性能。高频区决定了系统_抗干扰一性能。若要求提高系统的响应速度应选择一超前一校正装置。若要求提高系统抑制噪声的能力应选择一滞后一校正装置。3、 某反馈控制的特征函数F(s)1 G(s)H(s)濟吋殉则该系统的开环极点-5,(10.2s)(1 5s)-0.2，为闭环极点为

2、_-10)-2 4、 如下图所示系统的开环放大倍数为100，当输入信号r(t) 4时，系统稳态误差为 4AI01，当输入信号r(t) 4t时，系统稳态误差为_。5S 401 05、系统传递函数G(s) 2，其可控标准型为xx u, y 45xS2 3s 22310 24。可观测标准型动态方程为xXu,y 0 1 x 。1 35二、选择题(每题3分，共15分)1、若系统(或元件)的某输入输出的拉氏变换分别为Xj(S),Xo(S)，对应的传递函数记为G(s)，则下列说法是不正确的有(B)A在零初始条件下，G(s)红勺；B G(s)IS ,描述了系统的全部信息；Xi(s)c若g(t)为单位脉冲响应，

3、则G(s) Lg(t) ； Q G(s)反映了系貌本身的固有特性。2、 已知系统的状态方程和输出方程为x3x2u,y235x，则系统状态（A）。1 1A .可控，可观；B.可控，不可观；C.不可控，可观；D.不可控，不可观13、非线性系统周期运动如下图，g曲线和一一曲线有两个交点1、2,下列说法正确的是N （A）八A、 1对应的周期运动是稳定的，2对应的周期运动是稳定的。Lj *B、1对应的周期运动是不稳定的，2对应的周期运动是不稳定的。AC、1对应的周期运动是不稳定的，2对应的周期运动是稳定的。D、1对应的周期运动是稳定的，2对应的周期运动是不稳定的。4、若某系统的Bode图已知，其低频处的

4、幅频持性是一条斜率为-20dB/dec的直线，且当幅值为20dB，相频（0）90，则该系统（B）A是0型系统，开环放大倍数为10； B是I型系统，开环放大倍数为10;C是0型系统，开环放大倍数为10 ; D是I型系统，开环放大倍数为10。5、已知系统特征方程&3&3S2 3S 2 0，下列说法正确的是（B ）A 系统稳定。B.系统临界稳定。C.系统不稳定。D.无法判断。三、计算题（每题10分，共40分）1、如下图所示系统，其单位阶跃响应曲线h （t）所示，试确定参数k及a。(3分)解：依题可知h( )1tP 07亍9%(5) s2 as KS 2 nSan0-75(H)分)(41 分)%e L

5、0.092In 0.090.76650.76652 1 0.766520.60833(5)2 分)52.55 )分）n:5.236弧秒0.75.1 0.608K n2 5.2362 27.4（2 分）a 2.2 0.608 5.236 6.372、系统结构图如下图所示，求系统的闭环传递函数解（1）：等效变换法：（每步2分）3、采样系统结构如下图所示，其中K=1，T=1s，1 ）求闭环脉冲传递函数（z）o2）判断系统稳定性。解：1） G（z） （1 z、）Z 12368z 0.26彳梓分）&（s u Z 1.368Z 0.368特征根 乙,20.5 j 0.618 在单位内，系统稳定。（2分）4

6、、系统的动态方程为，x2，y2x,能否通过状态反馈把系统的极点配GO1 G(z)邯说严（2分）z z 0.6322）系统闭环特征方程为：D （z） zz 0.632 0 （2分）0 2置在-10,-10处，若可以，求出实现上述极点配置的反馈矩阵Ko S b Ab ranks=2,2 4系统可控，可以通过状态反馈实现极点配置。（3分）K ki k2，si (A bK)2a (s) s 20ss13 2ki s 2 2k2S2 2(k21)s 2ki 3(3分)100(2分)2(kd) 20K51.5（2分）2ki 3 100 k211四、绘图题（每题15分，共30分）s(s 1)(s 2)*1、

7、已知某系统的幵环传递函数为G (s) H(s)1) 画出以K为参数的闭环系统根轨迹图；2) 求出使系统稳定的K值范围。解：开环极点Q 0, P2 1, P3 2(2分)1,0( 2 分)渐近线：60a180实轴上的根轨迹：dG(s)H(s) Q分离点:ds6123si26s 20.4331.577(3分)与虚轴交点：S3 3S2 2s3S2S6时，有3S2(2分)0,得：S 1,2 j - 2单位阶跃响应呈阻尼衰减振荡的k值范围为：0k6( 3分)绘图(3分)2、已知单位反馈系统的开环传递函数为 G(s)H(s) QfO 1 a 1 WO de 终点：G(j)H(j)0270(1 分)与实轴的交点:x 5 ,G j x H(j x) 0.4(4分)概略幅相曲线为：(1分)2) R=o, P=0 Z=0,由奈氏判据可知系统不稳定。(2分)解：1)起点：，G (j0) H (j0)90( 1 分)3) h2.5(2 分)|G(j x)H(j x)|G(j c)H(j c)1 c3.5( 2 分)180 G（