中国矿业大学常俊林版《自动控制原理》复习1

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1、一（10分）简答题1.比较开环控制和闭环控制的优缺点，画出闭环控制系统方框图。2.PID控制器在控制系统中P、I、D分别所起主要作用（吋域）。二3分）求控制系统结构图的传递函数肃"三（10分）设二阶系统的单位阶跃响应曲线如图所示，如果该系统为单位负反馈控制系统，试确定其闭环传递函数。四（10分）设单位负反馈控制系统的开环传递函数为G（S）=器号，试求参考输入e=1+（时的稳态误差。五（10分）下图为扰动作用下的控制系统方框图:D(S)试证明：典型扰动2）（5）=-输入下，乩=0。S六（10分）设单

2、位负反馈系统的开环传递函数为:G(S)H(S)=KS(S+3)(S+6)若耍求闭环特征方程的实部均小于-1,K值应取什么范围?七（10分）已知开环传递函数的零、极点分布图，试绘制相应的闭环根轨迹草图。-6--3-1-4-2八（10分）设单位负反馈控制系统的开环传递函数为G(S)=K严S(2S+1)试确定使控制系统稳定的K值范圉。"Im(-1：0j)0九（20分）、设单位负反馈控制系统的开环传递函数为:G(S)=10S(0.5S+1)(0.IS+1)要求己校止系统的相角裕量y>40°,幅值裕量为>6

3、dBo（1）画出未校正系统Bode图，（2）求未校正系统的相角裕量；（3）确定串联超前网络的参数及Bode图。自动控制原理试题参考答案与评分标准一（10分）简答题（6分）1.比较开环控制和闭环控制的优缺点，画岀闭环控制系统方框图。闭环控制：为偏差控制，可以抑制内（系统参数变化）、外扰动（负载变化）对被控制量产生的影响，因此，控制精度高。但是结构复杂，成本高，系统设计、分析麻烦。开环控制：顺向作用，没有反向的联系，没有修正偏差能力，抗扰动性较差。结构简单、调整方便、成本低。在精度要求不高或扰动影响较

4、小的场合，这种控制方式述有一定的实用价值（4分）2.P1D控制器在控制系统中P、I、D分别所起主要作用。P：降低系统的上升时间，改善系统稳态精度I：改善系统稳态精度二（10分）C(S)=片纠+QA=也+叽&S)A1—厶C(S)==(G[+G2)G3+GGR(S)~~1+(G,+G2)H三（10分）xl00%=l.3-1=30%g=0.3671©Jl-0.36?=o」sco=33.61radISM(s)=33.672S2+24S+1134四（10分）=lime(r)=limSE(s)=limJT8$

5、t0$t0SR(s)l+H(s)G(s)lim・$T()S(g+当)ss2]I10(S+2)S(S+4)五（10分）ssn=lime(t)=limSEn($)=/->OO$T0HmS^（5）（-G2（5））1+G（（5）G2（5）lim5—>0=0六(10分)解：(5分)特征方程式：S?+9S2+18S+K=0,取S二Z-1空=KR(s)1+G(S)S'+9S2+18S+K新的特征方程式：(Z-1)3+9(Z-1)2+18(Z-1)+K二0Z3+6Z2+3Z+K-10=0(5分)列劳斯表S31K-

6、10S263S118—(K—10)6S。K-10AT<2818—(K—10)28_K66K—10>0,K〉1010

7、5分）（2）求未校正系统的相角裕量;G(j7y)

8、=1000.25jo)+0)(0+1)10jy(0.25jco+1)(0.1jco+1)3；=6.3rad/sY=180°+0(e：)=180°—90°-tgt0.25*6.3—垢一】0」*6.3=180°-90°-57.58°-32.11°=0.2°（5分）（3）确定串联滞后网络的参数及Bode图;0‘(0)=_180°+45°+7°=—128°=-90°-^''0.25^-zg-'O201g^+201g—=201gy?+201g—=0<2^0

9、=0.2a)2=0.10.=0.2co、=0.10.0=0.04ra<^/^G°(S)=55+125S+1(5分)(4)画岀校正后系统Bode图/=180°+^.)=180°-90°_/gT0.25*2_/gT0」*2+/gT5*2_/gT25*2=180°-90°一26.56.58°-11.31°+84.3°一88.9°=47.5°▲L@)dB