电气-自动控制原理试题

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1、自动控制原理试题（本试题的答案必须全部写在答题纸上，写在试题及草稿纸上无效）（本试题共5页，共10题，总分150分）一、（10分）假设某系统具有如图1所示结构其中，u(t)=0是输入信号，n(t)=1(t)是扰动信号，y(t)是输出信号，e(t)=u(t)-y(t)是误差信号，K是增益。求使得扰动引起的稳态误差的K的取值范围。二、（5分）某控制系统如图2所示。1、求出该系统的闭环传递函数Y(s)/U(s)；2、假设图2中G1(s)=G2(s)=…=G5(s)=1/s，H1(s)=H2(s)=H3(s)=1，请判断系

2、统稳定性。三、（10分）已知系统开环传递函数为请求出该开环系统的截止频率ωc和相角稳定裕度γ。四、（15分）已知系统开环传递函数其中，K＞0。a）请画出K=0→∞时系统的根轨迹；b）请求出满足闭环系统稳定的K的取值范围。五、（15分）某最小相位系统的开环传递函数为G(s)，开环对数幅频渐近特性如图3中abcd所示，其中点划线表示谐振峰，谐振峰值对应的谐振频率为。1、试写出系统的开环传递函数；2、给系统加入串连校正Gc(s)，使得校正后系统的开环对数幅频渐近曲线变为如图3中abefg所示。（提示，当二阶系统的传递函数

3、为时，其谐振频率为）六、（15分）设某系统如图4所示其中，系统输出为y，输入为r。非线性部分可用如下方程描述请画出输入r=0，初始条件为y(0)=1，情况下的相轨迹。七、（20分）某离散控制系统如图5所示。T=1为采样周期（注：e-1=0.368）1、若K=1，试求闭环系统的脉冲传递函数，并判断系统的稳定性；2、若K=1，试写出系统输入输出差分方程，给定初值y(0)=0，y(1)=0.368，求系统单位阶跃响应第2拍y(2)的值；3、若r(t)=1(t)+t，问是否存在合适的K，使得系统稳态误差小于0.1。八、（1

4、5分）给定被控对象的框图如图6所示其中u为输入量，y为输出量。1、试写出系统的状态方程；2、若a=0，b=1，c=3，d=4，试求系统的状态转移矩阵；3、给定初始状态为x1(0)=1，x2(0)=0，试求输入u(t)为单位阶跃函数l(t)的时间响应y(t)。九、（20分）已知某线性系统的状态方程1、试分析参数a对系统能观性、渐近稳定性和有界输入有界输出（BIBO）稳定性的影响；2、若a=1，问能否通过状态反馈将系统的闭环极点配置在-2和-3处？若可能，试求出实现上述极点配置的反馈增益向量；3、若a=1，试设计全维状

5、态观测器，将观测器极点配置在-5、-5，写出观测器方程并画出用观测器实现状态反馈的原理框图。十、（15分）已知系统的状态方程为其中，常数a＞0。1、试求出系统的平衡点；2、利用李亚普诺夫稳定性判据分析系统的稳定性。