2022年《自动控制原理》A卷答案 .pdf

《2022年《自动控制原理》A卷答案 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年《自动控制原理》A卷答案 .pdf（5页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

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）答案及评分标准班级姓名学号一、填空题（ 每 空1分，共15分）1、对自动控制系统的基本性能要求可归纳为三个方面，这三个方面是稳、快、准。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快速 性能。高频区决定了系统抗干扰 性能。若要求提高系统的响应速度应选择超前 校正装置。若要求提高系统抑制噪声的能力应选择滞后校正装置。3、某反馈控制的特征函数)5s1)(2s.01()5s.01)(1s.01()s(H)s(G1) s(F则该系统的开环极点-5，-0.2，为闭环极点为-10，-2。4、如

2、下图所示系统的开环放大倍数为100 ，当输入信号4)t (r时，系统稳态误差为4/101 ，当输入信号4) t( rt 时，系统稳态误差为。5、系统传递函数2345)(2ssssG，其可控标准型为xyuxx54,103210。可观测标准型动态方程为xyuxx10,543120。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)(),(0sxsxi，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，)()(0sXsXiG(s)；B )()(G(s)0sXsXi，描述了系统的全部信息；C 若g(t)为单位脉冲响应，则Lg(t)G

3、(s)；D G(s)反映了系统本身的固有特性。题号一二三四总得分评卷人审核人得分名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 2、已知系统的状态方程和输出方程为xyuxx532,121132，则系统状态（A ） 。A可控，可观；B可控，不可观；C不可控，可观；D不可控，不可观3、 非线性系统周期运动如下图，G曲线和)(1AN曲线有两个交点 1、 2， 下列说法正确的是（ D ）A、1 对应的周期运动是稳定的，2 对应的周期运动

4、是稳定的。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。C、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，其低频处的幅频特性是一条斜率为20dB/dec-的直线，且当1时幅值为 20dB，相频90)0(，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02333234ssss，下列说法正确的是（B ）A系统稳定。 B.系

5、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。解：依题可知%91109.1% 75.01)(pth（3 分）)1 (22)(22222nnnnnaKssKassKs（1 分）)4(75.012npt（1 分）2 1 R 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 22122ln 0.090.76651%0.0

6、9 (5)0.76650.60833(52.55 )10.7665e（2 分）(6)236.5608.0175.02秒弧n（1 分）37.6236.5608.0224.27236.522nnaK（2 分）2、系统结构图如下图所示，求系统的闭环传递函数)(s. 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。2）判断系统稳定性。解：1）368.0368. 1264.0368.0)1(1)1()(221zzzssZzzG(4 分) 632.0264.0368.0)(1)()(2zzzzGzGz(2 分) 2）系统闭环特征方

7、程为：0632.0)(2zzzD(2 分) 特征根618.05.02, 1jz，在单位圆内，系统稳定。(2 分) 4、系统的动态方程为，uxx202310，xy02，能否通过状态反馈把系统的极点配置在-10， -10 处，若可以，求出实现上述极点配置的反馈矩阵K。4220AbbS， ranks=2，系统可控，可以通过状态反馈实现极点配置。（3 分）21kkK，221121()2(1)233222ssIAbKskskksk（3 分）*2( )20100asss（2 分）212(1)2023100kk,1251.511kk（2 分）四、绘图题 （每题 15 分，共 30 分）名师资料总结 - -

8、-精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 1、已知某系统的开环传递函数为)2)(1()()(sssKsHsG，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 :210321p,p,p渐近线 : 180601aa（2 分）实轴上的根轨迹 :0, 1,2,(（2 分）分离点 : 舍577. 1433. 0612602630)()(2, 12sssdssHsGd（3 分）与虚轴交点 :02323ksss（2 分

9、）kskskss0123323216k时， 有0632s, 得：221js,单位阶跃响应呈阻尼衰减振荡的k 值范围为 : 60k（3 分）绘图（ 3 分）2、已知单位反馈系统的开环传递函数为)14.0)(11.0(5)()(ssssHsG，要求：1）绘制概略开环幅相曲线（要求确定起点，终点，与实轴的交点）；2）利用奈氏判据判定系统稳定性（步骤，结论）。3）确定系统的幅值裕度和相角裕度。解：1)起点： ，90)0()0(jHjG（1 分）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第

10、4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 终点：2700)()(jHjG（1分）与实轴的交点：5x,4.0)(xxjHjG(4 分) 概略幅相曲线为：（1 分）2)R=0，P=0 Z=0，由奈氏判据可知系统不稳定。 （2分）3)5.2)()(1xxjHjGh（2 分）5 .31)()(cccjHjG（2 分）164.01.090180)()(180ccccarctgarctgjHjG（2 分）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 - - - - - - - - -