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L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G(S)；（3）画出校正后系统的开环对数幅频特性L50db50db40db30db30dbC()()，并求其相角裕度。L()0.010.01-20-200.10.10.320.32-40-40202010db10db0 01 11010-20db20db-30db-30db-40db40db-60-60LC()如图示系统结构图 1，试用结构图化简方法求传递函数C(s)。R(s)R(s)_+G1(s)_G2(s)G3(s)+C(s)设

2、 原 控 制 系 统 的 开 环 传 递 函 数 为G(S)10S(0.5S1)(0.1S1)，采 用 传 递 函 数 为Gc(S)0.23S+1的串联校正装置，试：0.023S11.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C1(s)R1(s)、C2(s)R1(s)、C1(s)R2(s)、C2(s)R2(s)。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ess=0.25,试确定系统参数 K、

3、。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。欢迎下载2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D(S)S6 2S58S412S3 20S

4、216S 16 0,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T 1。（1）写出系统开环脉冲传递函数G(z)；（2）确定使系统稳定的K值范围；（3）取K 1，计算r(t)t作用时系统的稳态误差e()。Tzzz 1 11注：注：z z 变换表变换表Z；。ZZaT22 s az esz1s(z1)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)_Ks2C(s)1as已知最小相位系统 Bode 图如图所示，试求系统传递函数。欢迎下载3设系统的开环传递函数为G(s)H(s)Ks2(s1)画出根轨迹草图，判断系统的稳定性

5、。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 值范围，及临界状态下的振荡频率。X Xr rS S2 2+2S+2S2 2K KS S3 3X Xc c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Wks，并计算相位裕量。2若系统原有的开环传递函数为Ws1001 0.1s，而校正后的对数幅频特性如下图所2s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。dBdBL(L()4040-2-2-1-11001004 41 1-2-2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

6、=2,试确定 K、T 的值。2.在上述 K、T 值时，求 r（t）=sin（2t+10）时的稳态误差 ess。0欢迎下载4设 原 控 制 系 统 的 开 环 传 递 函 数 为G(S)10，采 用 传 递 函 数 为S(0.5S1)(0.1S1)G0.23S+1c(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,求开环脉冲传递函数 G(Z)。R(S)1esKC(S)_sS(S 1)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)KC(S)_ _S 1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。dBdBL(L()4040-40Db/dec-20Db/dec1001001 14 4-40Db/dec欢迎下载5