自动控制原理试题及答案(5)

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1、课程教学大纲编号：100102试卷编号：100102021满分分值：]00审定教师；陈庆伟课程名称：自动控制原理学分_4.5考试方式：闭卷考试考试时间:120分钟组卷年月：2000/5组卷教师：向峥喋~（10分）是非题:1.闭环控制系统是口动控制系统，开环控制系统不是口动控制系统（）o2•闭环控制系统的稳定性，与构成他的开环传递函数无关（），与闭环传递函数有关（）；以及与输入信号有关（）o3.控制系统的稳态误差与系统的阶数有关（）；与系统的类型有关;（）与系统的输入信号有关；（）,以及与系统的放

2、大倍数有关。（）4.前向通道传递函数为与（k>0）的单位负反馈系统能无差的跟踪斜波信号（）o5.最小相位系统是稳定的控制系统（）。二（10分）填空题图示系统的开环放人倍数为,静态位置误差为,静态速度误差为,误差传递函数啤为，当输入信号r（t）=4时，系统的稳态误斧三（10分）填空题在频率校正法屮，串联超前校正是利用串联矫正装置在系统的频区产生相角,以提高系统的,且使幅值穿越频率%，从而系统的响应速度o串联滞后校正是利用校正装在频区产半的特，性，以使，达到提咼的忖的，校正后的系统响应速度py（10

3、分）计算作图题R化简如图所示的结构图，并求闭环传递函数鵲。五（10分）个开环传递函数为G（s）=zk的单位负反馈系统，其单位阶跃响应曲线如图所S（TS+1）示，试确定参数k及厂。六（8分）设单位负反馈系统的开环传递函数为G（s）=哲；：）十］丿,试计算系统的响应控制信号r（t）=sin5t时的稳态误差。七（10分）设某系统的开环传递函数为ks(Ts十1)现希望系统特征方程的所有根都在s=-a这条线的左边区域内，试确定满足此要求k的值和T值的范围（a>0）o八（12分）设单位负反馈控制系统的开环传

4、递函数为G（$）=：：：；）），试绘制T从Otoo的闭环根轨迹图，并求出使系统产生重根和纯虚根F的值。九（10分）已知某最小相位系统的对数幅频特性如图所示，试写出开环传递函数，并计算该系统的稳定裕量。十（10分）如图所示，其屮ABCD是未校正前系统的Bode图，AEFCD是加入某种校正环节后系统的Bode图，试说明它属于哪种串联校正，写出校正环节的传递函数，说明该校正方法的优点。课程名称：自动控制原理学分4.5教学大纲编号：100102试卷编号：100102021考试方式:闭卷考试满分分值100

5、考试时间:120分钟一.(6分)1.(3)2.(3)3.(4)4.(2)5.(1)二(12分)cos(2f+45°1.Ug(r)],r1[G(S)},G(s)=—~~-g(/)=3-2Q,oS(s+d)三.(10分)cs1+G1G2G3W1+G2H.+G.H2四.(8分)解：系统的特征方程为l+G(s)=O即（s+l"s+2"s+5丿+/c=0作代换6=s+l,并代入特征方程得:si(s]+1丿佝+4丿+/c=0即S]3+5s)2+4S

6、+k=0SiS

7、S]4一生5S]要使第一列元素均大于0,则

8、0v上＜20。也即:使特征根均位于s=-l左边的k值范围为0v/cv20五.（10分）六.(10分)k=0.4r=0.1(G($)二1()Rs?+(1+10r)510k=歹=0.5©=2,1+l(k=2ga)J七.(12分)久=渐近线:分离点:〃[G($)H(s)ds-6±辰6_-0.433_<-1.577舍开环极点:Pl=0,p2=-1，P3=-2±60°180°实轴上的根轨迹:(-00-2],[-1,0]在分离点处，心=陆

9、陆+1

10、陆+2

11、=0.385与虚轴交点:S3+3s2+2s+fc=0

12、s312s23kkJc=6时，3s2+6=0,s'2--3s°k得：S],2=±j"单位阶跃响应呈阻尼衰减振荡的k值范I韦I为：0.385

13、G(s)=62.5s(s+1丿s(s2+S+6.25丿(c)G(s)=50s(0.01s+l丿(on=2.5§=0.2十.(10分)滞后校正.Gc(s)==亠二，它使系统的幅值穿越频率降低，减小了系统s+]76.9s+10.013的带宽，降低了系统的快速性，提高了系统的稳态精度，使稳定性得到了改善,是…个低通滤波器.