华工 自动控制原理平时作业 参考解答过程

1、自动控制原理作业1 试将下列系统的结构图化简（本题10分）（说明：本题考查对 第二章第三节 系统结构图化简及等效变换的掌握程度，该类题目有两种求解方法。第一种求解方法可参见课本4447页的例题2-11、2-12、2-13等。第二种方法可利用46页公式2-82，两种方法结果一样。）2.已知单位负反馈系统的开环传递函数如下，试确定使系统稳定的开环放大系数K的取值范围。（本题10分）（说明：本题考查对 第三章第一节 劳斯稳定判据的理解和应用，可参见课本67页例题3-6。一样的求解思路）3.已知单位负反馈系统开环传递函数。（本题20分）1）试判断该系统属于几型系统。2）系统的开环放大系数K是多少？3）

2、试判断该系统是否稳定。4）试求在输入信号作用下，系统的稳态误差是多少。（说明：本题考查对第三章第六节 稳态误差相关知识的理解和计算。可参见课本105页表3-6的总结及例题3-16。）4. 某单位负反馈系统的开环传递函数如下，试求解以下性能指标：峰值时间，调解时间，超调量。（本题15分）5. 已知某系统的开环传递函数，试绘制系统的对数幅频特性图，要求画图标明转折频率及斜率变化，必过点等必要数据，给出必要的计算过程与说明。（本题15分）（说明：本题考查对 第五章第四节 系统开环频率特性的绘制要点，可参见课本213217页，对绘制步骤有详细的说明，绘制要点是确定低频渐近线斜率、转折频率、及转折后斜率

3、的变化量。可参看课本作业题5-8。一样的求解思路）6. 已知系统的开环传递函数，绘制该系统的根轨迹。（本题10分）（说明：本题考查对 第四章第二节 系统根轨迹的绘制要点的理解，可参见课本141155页的内容和例题4-4,4-14等。）7.简答题（本题20分）1、为保证系统达到预期控制效果，往往会在系统中增加校正装置，常用的校正装置主要有超前校正装置，滞后校正装置以及滞后-超前校正装置3种。请简述这3种校正装置的区别及各自对系统的校正作用。答: 1.超前校正装置的目的是改善系统的动态性能，实现在系统静态性能不受损的前提下，提高系统的动态性能。通过加入超前校正环节，利用其相位超前特性来增大系统的相

4、位裕度，改变系统的开环频率特性。一般使校正环节的最大相位超前角出现在系统新的穿越频率点。2.滞后校正装置通过加入滞后校正环节，使系统的开环增益有较大幅度增加，同时又使校正后的系统动态指标保持原系统的良好状态。它利用滞后校正环节的低通滤波特性，在不影响校正后系统低频特性的情况下，使校正后系统中高频段增益降低，从而使其穿越频率前移，达到增加系统相位裕度的目的。3.滞后-超前校正装置适用于对校正后系统的动态和静态性能有更多更高要求的场合。施加滞后-超前校正环节，主要是利用其超前部分增大系统的相位裕度，以改善系统的动态性能；利用其滞后部分改善系统的静态性能。2、为了毫不失真地从采样信号中恢复原连续信号，采样的过程必须遵循香农采样定理，同时还必须用到零阶保持器。请简述二者的概念并简要介绍零阶保持器的作用。答: 香农采样定理：为了不失真地恢复模拟信号，采样频率应该不小于模拟信号频谱中最高频率的2倍。 零阶保持器：是指实现采样点之间插值的元件。