18春西南大学自动控制原理【1038】机考答案

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1、三、计算题（共2I,每题20分，共40分）西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷类别：网教（网教/成教）专业：电气工程及其自动化20坦年6月课程名称【编号】：自动控制原理【1038]B卷大作业满分:100分一、名词解释（共3题，选作2题，每题15分，共30分）1•什是传递函数、闭环传递函数及开环传递函数？2•什么是系统的根轨迹和常规根轨迹？答：（1）根轨迹是开环系统某一参数从零变到无穷时，闭环系统特征方程式的根在s平面上变化的轨迹。根轨迹是分析和设计线性定常控制系统的图解方法，使用十分简便，特别在进行多冋路系统的分析时，应用根轨

2、迹法比用其他方法更为方便，因此在工程实践中获得了广泛应用。（2）在控制系统中，通常将负反馈系统中变化时的根轨迹，除根轨迹增益为变化参数的根轨迹以外，其他情形下的根轨迹统称为广义根轨迹。答：根轨迹是随着传递函数里某个参数从0变到无穷大，系统待征方程的特征根（也就是闭环扱点）变化的轨迹。如果这个参数是开环增益K,这时候是常规根轨迹，如果变化的参数不是是其他参数，那么叫做广义根轨迹，或者参数根轨迹.3•什么是偶极子，闭环主导极点和主导极点分析法？答：实轴上一对距离很近的开环零点和极点，附近又没有其它零极点，我们把它们称为偶极子。闭环主导

3、极点是指在系统所有的闭环极点中，距离虚轴最近且周围无闭环零点的极点。主导极点分析法：对于高阶系统，用主导极点兑系统进行近似分析，从而将一个高阶系统简化为一阶或二阶的分析方法。二、简答题（共2题，每题15分，共30分）1•对自动控制系统的基本要求是什么？答:稳快准；即稳定性，快速性和准确性。1、稳定性是保证控制系统正常工作的先决条件。一个稳定的控制系统，其被控量偏离期望值的初始偏差应随时间的增长逐渐减小或趋于零。2、控制系统不仅要稳定，还必须对其过渡过程的形式和快慢提出要求，一般称为动态性能，其中包括过渡过程吋间和最大振荡幅度两方面

4、的要求。3、准确性，当过渡过程结束后,被控量达到的稳态值应与期望值一致。它是衡量控制系统控制精度的重要标志,在技术指标中一般都有具体要求。2•常见的典型环节有哪些，并写出其传递函数？答：1、比例环节2、惯性环节其传递函数为K/Ts+13、振荡环节其传递函数为严“+打公+/、积分环节其传递函数为K/s5、微分环节其传递函数为心6、一阶复合微分环节其传递函数为e+17、二阶复合微分环节其传递函数为几2+2咨+11•设闭环系统特征方程如下:/+2?4-3?+45+5=0,试用劳斯判据判断该系统的稳定性，并确定正实部根的数目。解:（1）该

5、系统特征方程的系数不缺项且均同号，满足系统稳定的必要条件。（2）bl=-1/2b2=3/2cl=9c2=5dl=32/9el=52.已知系统开环对数幅频曲线，求其开环传递函数、相角裕度，并判断稳定性。解：(1)开环传递函数：G(.)=冬(7>+1)(心21)(&$+1)201Gk=24K=16Ti=4sT2=1.25sT3=0.4s(2)截止频率：厶((〃)=—«1coc=1.7/s4(oc•1.2&^c(3)相角裕度：Y=18(f+0(匕)=18(f—arctajYk^—arcttinl.25(ve一arctarO4^=1—18

6、3J=—3"所以，系统不稳定“某系统开环对数幅频特性曲线