自动控制原理试题

CECE()－12题号分数

一16

二12

三24

四16

五12

六9

七11

总分成绩一分，每空2分填空题。1、根据有无反馈，控系统可分为两类2、传递函数的定义是3、

(s)

s

2

ss

的拉氏反变换为4、非最小相位系统是（5、某闭环传递函数为

C()(s)2

的控制系统的截频率为）rad/。6、线性采样系统稳定充要条件是其特征根均7已知某控制系统开环传递函数为则该统的剪切频（）rad/s，相角储备（）。二分）系统的方块图如，试求：1、通过方块图化简求环传递函数

（用梅逊公式也分2、误差传递函数(s

分(s)G＋E(s＋＋GG－－G7

6

G3G

5

G

4

s

va三分）某单位负反馈控系统如图，阻尼va

0.5

，试求：s)

K(1)

C(s1、系类型、阶次分）2、K、阻尼振荡角频率、有尼振荡角频率的分3、系的开环传递函数(s)分）K4、静误差系数K，K和K）5、系对单位阶跃、单位斜坡单位加速度输入的稳态误差，ssp6、峰时间t，大超调量%）p7、输信号为r(t)时，系统的稳态出(、出最大值cm四分）传递函数题。

e，ssvssa分）

）1图(a)，b)中选作一题）系统输入为，输出为时的递函数i

X()X(s)i

）k

f

k

xx

io

i

C

注：图(a)，x,x是位移量；图b)，x,x是电压量。ioio()(b

2、已知最小相位系统数幅频渐近线如图，试求对应传递函)分L/20

0/dec/dec0

0.5

/rad

3、已知采样控制系统图所示，写出系统的闭环脉冲递函数

C()(z)

）R()

+

-

G()

Gs)

C()H()五分）1、已知某单位负反馈统的开环传递函数为GsK

s(s

K

，试确定使系统生持续振荡的

K

值，并求振荡频

）2、下图中，图a）为某一系统的环幅相频率特性曲线，图b）为另一系统的环对数幅相频率特性曲为环右极点数，试判断两个系统的闭环稳定性分

Im(j

H(j

L(0

P

(j

（）（）

燕山大学试卷

密

封

线

共页第

7页

六9分已知单位负反馈系统的开环传递函数为

G()K

s(s2)

，试求：1、绘制开环对数幅频性曲线的渐近线分2、输入为r()2sin(2

)

时，闭环系统的态输出

c

ss

分七11分图中，实分别为两个最小相位系统的开环数幅频特性曲线，采用校正后，曲线实线变为虚线，试问：1、串联校正有哪几种式？分）2、图（a应分别采取什么正方法？4分3、图（a所采取的校正方分别改善了系统的什么性能？）L)

-1

L(

-1-1-20dB

-2

0dB

-1-2-2

注-表-，-2示40dB/dec（a）（b

一共16分，空分）1、开环控制系统、闭控制系统2、当初始条件为零时输出量的拉氏变换与输入量的氏变换之比3、

e

4若控制系统传递函数中有零点或极点在复平[]右半部则为非最小相位传递函数，相应的系称为非最小相位系统5、6、以圆心为原点的单圆内7、

3

，120二共12分）1分将A点后()＋－()＋－

()()

GG

＋＋

－－

GGG

G＋－＋－

G

GGGG

GG

()(s)G

G

()＋－

()

G

＋

－

G

GG1+G

(s)G

()＋－

()

G

GGG41+G+GGG2

(s)()

GGG341+GG++GGGG212

(s)

7化简并7化简并整理，得2分

所以，

C)G34()1GGGG34234

7(s)()s)(s)GGG752()()(s)1GGGG35236三共24分）1、1型、阶（分

72、K

（分）rad/（分n

32

rads

（2分3、

G(s)K

1s(

（2分4、5、

Klim(0Klim(sKKsG()aKs0e)

（1分）（1分（分）（1分6、

ssvvKssaaππ2πt32

3.63

（1分（1分）

（2分

1

1

100%16.3%

（2分）7、

21C(s)(s)(s)ss2

；21((t)lim(slimst0s0s2

（2分c

max

2(1%)2.33p

（2分）四共16分）1图(a)，b)中选作一题分）()解：列写动力微分方程：

m

d2xd2t

xx)0io经拉式变换得：

ms()fsX(s))[X()X()]0ooio2((s)k)X(s)k)()oo1oiX(s)kX(sms2fsi

RR()解：采用运算阻的方RR(s)CRCso(s)Rs(Rsi212分系统由一个比例节和一个惯性环节组成。即

G)

K由20lg＝得K10；转角频率

T

，得T＝2。所以，

G()

102s3分五共12分）1分方一

C(zG()()G(z)()1系统的闭环传递数为：Gs)

s

KK特征方程为：列劳斯表

)sK

142K2K2K要使系统稳定，

K

2K2

。得：

所以，使系统产持续振荡的将代入特征方程，

K

值为：

K)

s

s

2)解得其虚根为，

s

。所以，振荡频

方二系统临界稳定，以过(j0)点则)K

Kss4)3s2jK

Kj(4

j

j(4

，即

所以，

，

2分（a－＝－2＝0，＝－2N＝6，以闭环不稳定。（3分（b－＝－1＝1，＝－2N＝0，以闭环稳定。（3分）六共9）

B)41分G()B)4K

2s(s所以，

K

，

20lgK20lgdB

；

T

L(/dB-20dB/dec20lg2

/-40dB/dec

2分G)闭环传函为Gs)K1s)2K频率特性为G(jj

4s

，

，

A(

(4

422

，即：

A(2)

24

，即：

(2)