2022年自动控制理论习题及答案 .pdf

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1、已知最小相位系统的开环对数幅频特性)(L和串联校正装置的对数幅频特性)(CL如图所示：（1） 写出原系统的开环传递函数G(S),并求其相角裕度；（2） 写出校正装置的传递函数)(SG；（3） 画出校正后系统的开环对数幅频特性)(L，并求其相角裕度。)(L50db-20 40db30db10db -400 0.01 0.1 0.32 1 10 20 -20db-60-30db-40db)(CL如图示系统结构图1，试用结构图化简方法求传递函数)()(sRsC。G1(s)G2(s)G3(s)R(s)C(s)_+名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -

2、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 设 原 控 制 系 统 的 开 环 传 递 函 数 为10G(S)S(0.5S 1)(0.1S1)， 采 用 传 递 函 数 为c0.23S+1G (S)0.023S1的串联校正装置，试：1. 画出校正前系统的乃氏曲线（要求有简单步骤），并判断系统的稳定性（说明理由）。2. 绘出校正前、后系统的对数幅频特性图。3. 说明采用的是何种校正方案，该校正方案对系统有何影响。已知系统方框图如图所示，试计算传递函数)()(11sRsC、)()(12sRsC、)()(21sRsC、

3、)()(22sRsC。某控制系统的方框图如图所示，欲保证阻尼比=0.7和响应单位斜坡函数的稳态误差为sse=0.25, 试确定系统参数K 、。典型二阶系统的开环传递函数的标准形式有哪几种，绘出欠阻尼情况下的阶跃响应曲线，标出必要的动态性能指标。试述非线性系统的特点，并写出饱和特性的输入和输出的关系式。试述非线性系统的稳定性判据。描述函数法分析非线性控制系统必须满足什么条件？1）线性部分必须具有较好的低通特性；2）非线性的输出必须是奇函数或半波对称函数，保证直流分量为0；3）非线性部分输出的基波分量最强；4）非线性系统可化成典型的结构形式。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - -

4、 - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 若一非线性二阶系统以坐标原点作为奇点，且该二阶非线性系统线性化后的奇点类型为稳定的焦点、节点鞍点，试绘出该奇点附近的相轨迹。某系统的特征方程为01616201282)(23456SSSSSSSD,则其大小相等符号相反的虚数极点对为_、_。离散系统结构图如图所示，采样周期1T。（1） 写出系统开环脉冲传递函数)(zG；（2） 确定使系统稳定的K值范围；（3） 取1K，计算ttr)(作用时系统的稳态误差)(e。注：z 变换表aTezzasZ

5、1；11zzsZ；22)1(1zTzsZ。控制系统如图 2 所示，系统单位阶跃响应的峰值时间为3s 、超调量为 20% ，求K，a 值。R(s)C(s)_2Ks1as已知最小相位系统Bode 图如图所示，试求系统传递函数。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 设系统的开环传递函数为)1()()(2ssKsHsG画出根轨迹草图，判断系统的稳定性。已知系统如下图所示，1.画出系统根轨迹（关键点要标明）。2.求使系统稳定的K

6、 值范围，及临界状态下的振荡频率。已知一最小相位系统开环的对数幅频特性如下图所示，1试写出系统开环传递函数sWk，并计算相位裕量。2若系统原有的开环传递函数为21.01100sssW，而校正后的对数幅频特性如下图所示，求串联校正装置的传递函数，并分析加了校正装置后对系统性能的影响。已知单位负反馈系统的结构图如下所示：1. 系统在 r(t)=2t时的稳态误差为2.5, n=2, 试确定 K、T 的值。2. 在上述 K、T 值时，求 r （t ）=sin （2t+100）时的稳态误差ess。XrXcK S3S2+2S2 1 40 L() dB 4 100 -2-2-1 名师资料总结 - - -精品

7、资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 设 原 控 制 系 统 的 开 环 传 递 函 数 为10G(S)S(0.5S 1)(0.1S1)， 采 用 传 递 函 数 为c0.23S+1G (S)0.023S1的串联校正装置，试：1. 画出校正前系统的乃氏曲线（要求有简单步骤），并判断系统的稳定性（说明理由）。2. 绘出校正前、后系统的对数幅频特性图。3. 说明采用的是何种校正方案，该校正方案对系统有何影响。已知 T=1(S) ，K=1,求开环脉冲传

8、递函数G(Z)。R(S) C(S) _ 已知下图所示的系统的采样周期为T=1s，要求应用劳斯判据分析采样系统的稳定性。R(S)C(S)1SK_已知一最小相位系统的开环对数幅频特性如下图所示，试1. 求出系统开环传递函数G(S)，绘出相应的相频特性曲线。2. 计算其相位裕量，并用伯德图判据判断系统的稳定性(说明伯德图判据的内容) 。3. 求单位斜坡输入信号作用下的稳态误差。140L()dB4100 -40Db/dec20Db/dec40Db/dec1ses(1)KS S名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -