北京航空航天大学自动化学院考研资料5

1真题详解：2002（四）单位负反馈系统的开环传递函数为：2()(0.11)KGsss其中K值分别取1和100，试用对数频率稳定性判据，判别两种情况下闭环系统的稳定性。点题：对数频率稳定性判据是在对数坐标系上作出开环幅相特性曲线，进而根据开环对数幅频与相频曲线相互关系来判别闭环系统稳定性。本题关键是考查对数频率特性曲线的作法。解答：用Matlab作出的频率特性曲线如下图：2()(0.11)KGsss是由四个典型环节组成，分别计算各环节的对数幅频以及相频(1)1()GsK1()20lg|()|20lgLwGjwK1()0w(2)21()Gss决定低频段的斜率2()20lgLww2()2w（3）241()()0.11GsGss234()()20lg(0.1)1LwLww3()arctan(0.1)ww2转折频率341100.1ww分别作出各环节的对数幅频和相频曲线，相加即得系统对数幅相特性曲线。123()()()2()wwww2arctan(0.1)2w当10w时()w（如图）当1K时，由图可得截止频率1cw在对数幅频()0LwdB的频率范围内，对应的开环对数相频曲线()w对线无穿越，又开环正极点个数0p，则Np故系统稳定。当100K时，由图易得在()0LwdB的范围内，()w对线有一次穿越，Np，故系统不稳定。（李琳怡….汤章阳录入：张巍）2002（五）系统结构图如题五图所示，试选取β值使系统具有阻尼比＝0.707，并选取()Gs使得干扰N对系统输出没有影响。解答：任何带负反馈的闭环系统的最简形式均为其传递函数为()1()()GsGsHs，其中G（S）为前向通道传递函数，又称开环传递3函数，H（S）为反馈通道传递函数。1＋G（S）H（S）称为闭环特征多项式。二阶欠阻尼振荡的标准形式为22,nnxx转换到S变换域即将闭环特征多项式应具有22,nnxx的标准形式。对本题而言1＋G（S）H（S）＝2222125252510125125sssssss有225250ss其中252n25n有0.40.4*0.7070.2828将干扰N看作输入时，其前向通道传递函数为211()cGss，闭环特征多项式与以R为输入时一致，故要使N对输出没有影响，只需令211()cGss＝0即可，所以2()cGss（汤章阳….李琳怡录入：肖鲲）2004（二）已知单位负反馈系统的开环传递函数为G1KssTs0,0KT确定K，T，使得系统同时满足以下两个条件：⑴闭环系统阶跃响应的超调量为100%e；⑵开环对数幅频渐近曲线与零分贝线的交点频率2cw弧度/秒。解答：G1KssTs0,0KT闭环特征方程：20TssK即210KssTT对比标准方程：2220nss4得212nTKT由条件⑴：21%ee得21121代入①、②解得12KT※利用条件⑵：2c位于1～10之间，但cT具体大小未知a设111,2ccTT；交点方程：220lg20lg20lg01cccKKTT与※式联立解得122T与预设不符。b设111,2ccTT;交点方程:20lg20lg02ccKK1124TK符合预设.综上:214KT（张鹏…胡梓楠录入：张孝功）2001（六）非线性系统如图所示，写出由c(0)=1,(0)0c出发的相轨迹表达式，并画出相轨迹的大致形状。①②5解答：1110102211101022cccccccccc开关线102ccc(0)=1,(0)0c1+120〉0(1)1c0201|2ccccc2112cc与102cc交点1,12作为1c初始点(2)1c0201|2ccccc212cc与102cc交点0,0图abo所求相轨迹如图abo(胡梓楠…张鹏录入：张雅彬)3203B.自控小组全体：数模电专题主从JK触发器输出电压波形主从JK触发器输出电压波形判断可以分为以下几步6（1）若带有异步置位，异步复位端处有有效电平，无论CP端，J，K端波形如何异步置/复位端有效电平立即直接决定输出电压波形。（异步置位常用DS表示，低电平有效，异步复位常驻机常用DR表示，低电平有效）（2）不带异步置/复位或异步置/复位端常处于无效状态，即DS=DR=1A：若J=1，K=0，CP=1时主触发器置1，在CP=0时从触发器（输出电压）1nQ=1。B：若J=0，K=1，CP=1时主触发器置0，在CP=0时从触发器（输出电压）1nQ=0。C：若J=K=0，CP=0或1，主，从触发器保持原态。D：若J=K=1，在CP下降沿时。输出1nQ与先态nQ状态相反。2003年[12]主从JK触发器输入信号波如图所示，试画出主触发器输出波形Q′，从触发器输出波形。SdCPJQCPSdKRdQSdJKQ′Q解答：（1）在t0~t1段，异步置位端在开始时SD=0有效，见Q端在t0~t2置为1。（2）在t1~t8段：SD=RD=1无效按J,K,CP判断在t1~t2段：CP=1，J=0，K=1，从触发器Q在CP下降沿t2置为0，因从触发器只有在CP下降沿时才可能状态改变，所以t2~t4段Q=0。在t2~t3段：CP=0，J，K即使状态改变也无法输入主触发器，从触发器状态将不变。在t3~t4段：CP=1，J=1，K=0，Q在CP下降沿t4时置为1，t4~t6段Q=1。在t4~t5段：CP=0，J，K无法输入。在t5~t6段：CP=1先是J=0，K=1，后是J=1，K=1，只需考虑后段时间J=1，K=1即可，前段时间J=0，K=1只影响主触发器变化，不会影响从触发器(Q)。J=1，K=1时，且先态即t5时Q=1，在CP下降沿t6时状态翻转为0，t6~t8段Q=0。在t6~t7段：CP=0，J，K无法输入。在t7~t8段：CP=1，前段J=K=0，状态不变。中间段J=1，K=0，主触发器置1。后段J=K=0，主触发器状态仍为1。在CP下降沿t8时，Q置为1。7（3）若在t8~t10段没有出现DR=0，则Q在t8~t10段为1，但是：在t8~t9段：CP=0先出现dR=0，然后dR=1无效时出现J=K=1，在出现RD=0时，Q立即置为0，持续到dR=0结束，这是J=K=1但CP=0，无法输入，Q仍为0，直到t10时刻。在t9~t10段：CP=1，J=K=1，t9时先态Q为0，主触发器在t9时翻转为1，则在CP下降沿t10时，从触发器Q置为1。Q的状态与Q相反。注意：（1）异步置位，异步复位端优先级最高，在DS=0或DS=0时将直接立即影响Q。（2）在DS=DR=1时，且CP=1时，J，K才能输入，且这时只能改变主触发器状态，从触发器Q端不变，Q的改变延迟到CP=0时刻（如上题在t3~t4段，J，K输入影响的是t4~t6段Q的状态。）主触发器状态多在CP上升沿改变，从触发器即Q端多在CP下降沿改变。QQTot1t2t3t4t5t6t7t8t9t10放大电路的判断2003年[5]如下电路是否具有放大作用？1.解答：此题不能够起到放大的作用，因为基极和射极之间的偏置电压为零，不能满足放大电路的基本要求。8(1图)2.（2图）解答：根椐共射放大电路的条件，即发射结正偏,集电结反偏，且BBV＜CCV，虽然此题初看似乎满足条件，能够放大。但实际是不能的，因为集电极没有电阻CR，则输出电压为0，相当于接地。3.(3图)解答：对于N沟道增强性MOS管来说，其正常工作，即能放大的条件为，GSV＞)(thGSV（开启电压），由上图可知，GSV=0时，因此不可能起到放大作用。总结：对于此类关于放大电路的判断，其最根本的办法还是根据晶体管或场效应管正常工作条件来套。分两方面来分析：一是直流方面，在直流方面，看是否能满足偏置电压的条件。另一方面是从交流来讨论。看是否能够取出相应放大之后的电压或电流。如上面的第二题，虽然从直流方面满足偏置条件，在从交流方面来看，由于晶体管的集电极没有电阻，因此不是不能取出放大之后的电流也不能将电流转换成为电压。所以不满足放大条件。此外，在分析时，一定要分清楚晶体管和MOS管的类型，不同的类型，其偏置条件不同，得出来的结果也就可能完全相反。如第三题，如若是耗尽型，则其能够放大。微原专题A/D转换和D/A转换典型习题作者：孙勇录入：毛雪飞9例1：简述ADC转换器中转换误差的两个来源及消除方法解答：精度是一种误差参数，它来源于两方面，数字误差和模拟误差。数字误差是量化造成的误差，主要由分辨率来决定，即由ADC的位数决定，是一种原理性误差，只能减少，无法消除。模拟误差又称为设备误差，主要来自比较器和ADC中的解码电阻，基本电压源和模拟开关等电路的误差。量化引起的原理性误差可以通过增多位数来减小，但当量化误差减小到一定程度时，转换器精度主要由设备引起的模拟误差所决定。到这时，再增加位数，减少量化误差已没有意义，反而只会增加电路的复杂性和完成转换的时间。例2（03年1月期末第六题）已知电路如图所示，DAC0832为8位D/A转换器，模拟电压输出端V0与参考电源VREF极性相反。试求：1.如果向DAC0832写入的数字是40H，在V0端输出的电压为多少？2.试编程在V0端输出方波，幅值与周期不限。3.若程序运行时发现在V0端输出电压波形不是方波，而是为接近-5V的固定值，而检查程序无错误，试分析可可能存在的硬件故障。MOVAL，0F0HOUTDX，ALINCDXOUTDX，ALLOOPLOOP2DECBXJNZL3．可能存在的硬件故障是运放的输入（负端）与IOUT1见的连线断开。例3（04年考研9题）已知部分A/D转换器原理图如图所示解析：1.输出电压为1.25V40H/FFH×5V=（64/255）×=1.25V2.MOVBX，100L：MOVCX，100MOVAL，0LOOP1：MOVDX，200HOUTDX，AL；启动D/A转换INCDXOUTDX，AL；输出进行D/A转换LOOPLOOP1MOVCX，100LOOP2：MOVDX，200H注：LOOP1循环是输出低电平，LOOP2循环是输出高电平，只要使高低电平的持续时间一样，就可以输出方波。10适当添加逻辑电路，满足以下要求：1．使当CPU对200H-207H所对应的I/O地址进行写时，能启动ADC0809的通道0-7进行A/D转换2．使当CPU对200H-207H所对应的I/O地址进行读时，能读入A/D转换后的数字量。3．编写汇编语言程序实现启动ADC0809的0通道进行A/D转换，并读入转换后得到的数字量（考虑A/D转换的延迟时间）。考虑到A/D转换的需要时间，本题采用等待法完成N1EQU200HCODESEGMENTASSUMECS：CODEADCPROCFARSTART：PUSHDSMOVAX，0PUSHAXOUTN1，AL；启动A/D转换MOVDX，03FFH；设延时时间LOP1：DECDXJNZLOP1INAL，N2；读入转换后的数值RETADCENDPCODEENDSTART注：虚线框内为添加的逻辑电路。主要是根据片选地址来确定地址线的连接端。因为200H-207H地址能使芯片工作，所以将低3位接在ADC0809的A、B、C端。而74LS138上是通过Y0端来控制ADC0809的，因为A3、A4、A5均为0，而要在地址为200H-207H时使74LS138工作，则要使E3接A9与逆A8，A7、A6直接连就可以了。这样就完成了片选工作。不论你在什麽时候开始，重要的是开始之後就不要停止。不论你在什麽时候结束，重要的是结束之後就不要悔恨