自控原理 答案.docx

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自控原理答案

自控原理+答案

　　　　　　宝鸡文理学院试题　　课程名称自动控制原理　　适　　用时间　　大二第二学期　　试卷类别　　一　　适　　用专业自动化　　　　　　一、填空（每空2分，共20分）　　Thewordcontrolisusuallytakentomean

（1）.Controltheoryitselfhastwocategories，theyare

（2）.Bydefinition，the（3）ofacomponentorsystemistheratioofthetransformedoutputtothetransformedinput.Intimedomain，thethreebasicperformancecriteriaforacontrolsystemare（4）and（5）.The（6）criterionisamethodfordeterminingcontinuoussystemstability.The（7）techniqueisagraphicalmethodofdeterminingthelocationoftherootsofthecharacteristicequationasanysingleparameter，suchas（8），isvariedfromzerotoinfinity.InBodeplot,themagnitudeMindB，isplottedagainstfrequencyon（9）paper.Thesoftwaretoolofthecontrolsystemyouhaveknownis（10）.　　二、（10分）已知某系统结构图如下，求其闭环传递函数C/R。

　　　　三、（15分）已知单位反馈系统，开环传函为G=K/[S]，要求单位阶跃函数作用时，超调量为16%，调节时间为7，求K，T。

　　四、（15分）已知单位反馈系统，开环传函为G=k（S+1）/[S（S+1/2）2]，试绘制k从零趋近于无穷大时的根轨迹。

　　五、（20分）已知最小相位系统开环频率特性的伯德图，要求满足图中的穿越频率wc且不改变原系统的稳态精度。

判断采用何种形式的串联校正。

画出校正后的对数渐近幅频特性曲线。

画出校正环节的对数渐进幅频特性曲线。

小结用频率法进行超前校正的主要步骤。

　　六、（10分）已知线性元件的频率特性及非线性元件描述函数有关的曲线，两者串联起来构成一单位反馈系统图示，判断系统是否存在自振。

　　七、（10分）某离散系统的闭环脉冲传递函数为G=（+）/（z2++3）,判断该系统的稳定性。

　　　　　　112　　宝鸡文理学院试题　　课程名称自动控制原理　　适　　用时间　　大二第二学期　　试卷类别　　一　　适　　用专业自动化　　　　　　　　　　113　　宝鸡文理学院试题　　课程名称自动控制原理　　适　　用时间大二第二学期　　试卷类别　　二　　适　　用专业自动化　　1.　　

（1）Givenasystemasfollowingdiag.,input---X（s），output---Y（s）.howmanyforwardpathsandhowmanyfeedbackloopsarethereintheblockdiagram。

　　+1/sK1S?

1+++X（s）Y（s）-+++1/sK2S?

1　　　　

（2）solvethetransferfunctionC（z）/R（z）infollowingdiag.system.r（t）c（t）G（s）H2（s）H1（s）2．Givenasystemasdiag.（a）,itsunitstepresponseisshownindiag.（b），solve　　K1、3．Givenaunitfeedbacksystem,itsopen-looptransferfunctionis　　　　　　K2anda。

　　114　　宝鸡文理学院试题　　课程名称自动控制原理　　适　　用时间大二第二学期　　试卷类别　　二　　适　　用专业自动化　　prove:

itspartrootlocusisacirclewhenkis0toinfinity.4.　　

（1）somesystem,itsopenlooptransferfunctionisG（s）H（s）?

stabilityusingfrequencydomainmethod.　　

（2）whensystemopenlooptransferfunctionisG（s）H（s）?

K（T1s?

1）（T2s?

1）,K,T1,T2>0,illustrateclosedloop　　10（5s?

1）（10s?

1）,checkclosedloopsystem　　systemstabilityusingNyquistcriterion.5.threeminimumphasesystemⅠ、Ⅱ、Ⅲ,theiropen-loopbodediag.isasfollowing　　

（1）comparetheirts,б%whentheinputisaunitstep;

（2）comparetheiresswhentheinputisaunitramp；　　（3）comparephasemarginandamplitudemarginofsystemⅠ、Ⅱ。

　　　　6.Anon-linearcontrolsystemwithsaturationisshownasfollowingdia.thedescriptionfunction　　ofsaturationnon-linearityisN?

systemstable,solveK1.　　7．selecttheappropriateanswertothefollowingquestions:

aunitfeedbacksystem,itsopentransferfunctionisG（s）?

steady-stateerroris.　　0　　∞　　100aseriescorrectiontransferfunctionisGc（s）?

s?

?

110000（s?

1）（5s?

1）s（s?

4s?

100）22，whentheinputis　　t22,its　　,itisakindof（）　　lagcorrection　　leadcorrectionlag－leadcorrection　　（4）proportioncorrectionifweexpressindB,itsvalueis（）dB.　　3　　－3－60　　60　　100（?

1）（?

1）asystem’stransferfunctionisG（s）?

itspolesare（is）　　（s?

1）（?

1）10，100　　－1，－1000（3）1，1000－10，－100asystem’stransferfunctionisG（s）?

110s?

1,thevalueofitsunitpulseresponseis（）whent=0.　　0　　∞　　　　1　　asecond-ordersystem’sdampedratiois2，itsstepresponseis

（1）oscillationdivergentmonotonousattenuating　　oscillationattenuatingconstantamplitudeoscillationthelargerthecut-offfrequency,　　

（1）thebettertheanti-disturbancecapacitytohighfrequencysignal.

（2）theshorteritstransientresponsetime.（3）Theworseitsresponsespeed.（4）thesmalleritssteady-stateerror.　　inordertoimprovesecond-ordersystemstability,wecan　　increase?

ndecrease?

nincrease?

decrease?

　　thestabilitydependsonasystem’sdisturbance.　　theactingpointofthedisturbance.poles’position.input.　　accordingtothegivenphasemargin,weknowsystem（）hasthebeststability.　　?

1?

70?

?

2?

?

50?

?

3?

0?

?

4?

30?

　　2

（1）Givenasystemasfollowingfigure1,Solveitsclosed-looptransferfunction。

　　figure1　　　　　　figure2　　c（t）r（t）G（s）　　H2（s）H1（s）　　　　116

　　　　　　宝鸡文理学院试题参考答案与评分标准　　课程名称自动控制原理　　适　　用时间　　大二第二学期　　试卷类别　　七　　适　　用专业自动化　　　　一、填空题1．开环控制方式闭环控制方式2．稳定性快速性准确性　　3．零初始条件下系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比4．（0,1）　　5．具有负实部或位于s左半平面　　6．系统型别开环增益输入信号的形式和幅值　　7．开环系统某一参数从零变化到无穷时，闭环系统特征方程式的根在s平面上变化的轨迹。

8．积分环节或者微分环节的数目　　9．超前校正滞后校正滞后-超前校正　　10．正弦输入信号作用下，非线性环节的稳态输出中一次谐波分量和输入信号的复数比。

二、单项选择题1、B2、A3、B4、D5、B6、C　　三、已知控制系统结构图如图所示，试求系统的传递函数：

1、　　　　　　　　C（s）R（s）?

G1G2G3G41?

G　　　　2G3H　　2?

G3G4H3?

G1G2G3G4H12、　　　　　　C（s）G1G2G3G4R（s）?

1?

G2G3H2?

G3G　　　　　　4H3?

G1G2G3G4H1　　四、分析计算1、Ld2u0（t）dt2?

RCdu0（t）dt?

u0（t）?

ui（t）　　　　　　U0（s）?

1Ui（s）Ls2?

RCs?

1　　　　　　　　137　　宝鸡文理学院试题参考答案与评分标准　　课程名称自动控制原理　　适　　用时间　　大二第二学期　　试卷类别　　七　　适　　用专业自动化　　　　?

1?

?

RCn?

L　　　　　　2L?

%?

e?

?

?

/1?

?

2?

100%?

30%?

?

0?

　　　　　　R?

2L?

0C?

?

2、n=3，m=0　　共有3条根轨迹分支　　无穷远处的渐近线有3条，交于实轴上的点（-2,0），倾角分别为60?

180?

300?

实轴上的根轨迹区间是（-2,0）,（-∞,-4）　　　　　　11d?

d?

2?

1d?

4?

0　　解得分离点约为-　　　　在闭环特征方程中令s?

jw，求得与虚轴交点处的频率为w?

22　　K=48　　　　　　G（s）?

K/8s（?

1）（?

1）e1ss?

K/8?

?

K?

16　　考虑到稳定性要求，确定K值的可调范围为：

16≤K≤48　　　　3、　　　　　　当K?

T1?

T2T1T时，闭环系统稳定　　2　　　　　　　　138　　宝鸡文理学院试题参考答案与评分标准　　课程名称自动控制原理　　适　　用时间　　大二第二学期　　试卷类别　　七　　适　　用专业自动化　　　　当K?

T1?

T2T1T22时，闭环系统临界稳定；　　　　　　　　　　?

100?

、G（s）?

　　　　100（?

1）s（?

1）2L（wc）?

100（?

1）?

25?

1?

wc?

25　　　　　　wc（?

1）wc?

1wc　　?

（wc）?

arctan（）?

180?

?

arctan（）?

?

180?

?

?

　　?

?

180?

?

?

（wc）?

?

　　　　　　　　开环系统的相角始终大于?

180?

，故穿越频率wx?

?

，则h?

?

?

　　采用串联校正方式，则有：

　　?

1）100（?

1）c（s）?

100（0s2?

s2（?

1）　　　　　　G?

1c（s）?

（?

1）（?

1）　　　　　　　　　　当K?

T1?

T2T时，闭环系统不稳定。

　　　　1T2　　　　　　2分）　　　　139　　1．开环控制方式下系统的输出量不会对系统的控制作用造成影响2．叠加定理23．G（s）?

s?

4s?

2（s?

1）（s?

2）　　4．动态性能指标稳态性能指标5．主导极点6．?

?

1　　7．抗干扰性能8．小偏差线性化　　9．比例-微分控制测速-反馈控制10．系统的零极点全部位于左半s平面　　二、单项选择题1、A2、B3、B　　三、求解下图所示系统的传递函数1、Uc（s）1C1s?

2）U?

?

R1（Rr（s）R02、　　C（s）?

G3G4N（s）?

G1G2G3G51?

G　　1G2G3四、分析计算1、G（s）?

10s2?

6s?

10　　　　　　?

n?

210?

?

?

　　　　c（t）?

1?

1e?

?

?

ntsin（?

1?

?

2n1?

?

2?

?

）?

1?

?

3tsin（?

?

）　　2?

?

arctan1?

?

?

?

?

闭环系统的特征根为：

P1,2?

?

3?

j全部位于左半平面，系统稳定　　2、2j?

135?

?

2j　　　　K>1时系统稳定　　　　　　　　3、　　4分）　　4分）　　12分）3分）　　　　140　　dBL?

?

?

40?

2110?

?

1　　G’（s）?

100（?

1）s2（?

1）　　　　?

?

?

h?

?

?

　　　　　　　　　　dBL?

?

?

01?

1410100?

　　　　　　　　　　　　　　141