《自动控制原理》-试题二复习题带答案.doc

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1、题号一二三四五六七总 分分数1612241612911成绩一、（共16分，每空2分）填空题。1.根据有无反馈，控制系统可分为两类： 。2.传递函数的定义是 。3.的拉氏反变换为 。4.非最小相位系统是指 。5.某闭环传递函数为的控制系统的截止频率为 。6.线性采样系统稳定的充要条件是其特征根均位于z平面 。7.已知某控制系统开环传递函数为，则该系统的剪切频率为 ，相位裕量为 度。二、（共12分）系统的方块图如图1所示，试求：1.通过方块图化简或用梅逊公式求闭环传递函数。（8分）2.误差传递函数。（4分）图1三、（共24分）某单位负反馈控制系统如图2所示，阻尼比，试求：图21.系统类型、阶次。（

2、2分）2.增益K、无阻尼振荡角频率、有阻尼振荡角频率的值。（6分）3.系统的开环传递函数。（2分）4.静态误差系数Kp，Kv和Ka。（3分）5.系统对单位阶跃、单位斜坡、单位加速度输入的稳态误差，。（3分）6.峰值时间，最大超调量。（4分）7.当输入信号为时，系统的稳态输出、输出最大值。（4分）四、（共16分）传递函数题。1.（从图3(a)，(b)中选作一题）求系统输入为，输出为时的传递函数。（6分） (a) (b)图3图(a)中，,是位移量；图(b)中，,是电压量。2.已知最小相位系统对数幅频渐近线如图4所示，试求对应的传递函数。（6分）图43.已知采样控制系统如图5所示，写出系统的闭环脉冲

3、传递函数。（4分）图5五、（共12分）1.已知某单位负反馈系统的开环传递函数为，试确定使系统产生持续振荡的值，并求振荡频率。（6分）2.下图中，图6（a）为某一系统的开环幅相频率特性曲线，图6（b）为另一系统的开环对数幅相频率特性曲线，PR为开环右极点数，试判断两个系统的闭环稳定性。（6分）（a） （b）图6六、（共9分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为，试求：1.绘制开环对数幅频特性曲线的渐近线。（4分）2.输入为时，闭环系统的稳态输出。（5分）七、（共11分）图7（a）、（b）中，实线分别为两个最小相位系统的开环对数幅频特性曲线，采用校正后，曲线由实线变为虚线，试问：1.串联校正有哪几种

4、形式？（3分）2.图7（a）、（b）应分别采取什么校正方法？（4分）3.图7（a）、（b）所采取的校正方法分别改善了系统的什么性能？（4分）（a） （b）图7注：-1表示-20dB/dec，-2表示-40dB/dec试题二答案一、（共16分，每空2分）1.开环控制系统、闭环控制系统2.当初始条件为零时，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比3.4.若控制系统的传递函数中有零点或极点在复平面s的右半部，则称为非最小相位传递函数，相应的系统称为非最小相位系统5.0.56.以圆心为原点的单位圆内7.， 120 二、（共12分）1.（8分）将A点后移所以，2.（4分）三、（共24分）1.型、2阶 （2

5、分）2.K=1 （2分）=1 （2分） （2分）3. （2分）4. （1分）1 （1分） （1分）5. （1分）1 （1分） （1分）6.3.63 （2分） （2分）7.； （2分） （2分）四、（共16分）1.（6分）(a)解 列写动力学微分方程：经拉式变换得：化简并整理，得：(b)解 采用运算电阻的方法：2.（6分）系统由一个比例环节和一个惯性环节组成。即由20lgK20，得K10；由转角频率0.5，得T2。所以，3.（4分）五、（共12分）1.（6分）方法一：系统的闭环传递函数为：特征方程为：列劳斯表s314s22 Ks1s0 K要使系统稳定，则。得：所以，使系统产生持续振荡的值为：将代

6、入特征方程，即解得其虚根为，。所以，振荡频率方法二：系统临界稳定，所以过点，则，即所以，2.（6分）（a）NN022，ZRPR2N6，所以闭环不稳定。 （3分）（b）NN211，ZRPR2N0，所以闭环稳定。 （3分）六、（共9分）1.（4分）所以，；。开环对数幅频特性曲线的渐近线如下图所示。2.（5分）闭环传递函数为频率特性为，即，即；系统稳态输出为：七、（共11分）1.相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后-超前校正。 （3分）2.（a）串联相位滞后校正。 （2分）（b）串联相位超前校正。 （2分）3.相位滞后校正提高了低频段的增益，可减少系统的稳态误差。 （2分）相位超前校正改善了系统的稳定性，使剪切频率变大，提高系统的快速性。（2分）9