西安电子科技大学电院自动控制导论2012试卷

1/3西安电子科技大学考试时间120分钟试题题号一二三四五六七八九十总分分数1.考试形式：闭卷；2.本试卷共三大题，满分100分。1.本次考试仅可以使用自己普通的计算器，不能在考试中借用他人计算器，也不能使用手机中的计算器。2.该试卷所有题目分值总和为120分，每个人从其中任意选择100分值题目作答，如果作答题目分值超过100分，则按其中最少分值题目计算。班级学号姓名任课教师一、填空（12分，每空1分）此题直接在试卷上做!1.控制系统按照基本控制方式来分类分为：和。2.典型二阶控制系统的阻尼比ζ1时，单位阶跃响应形式称为状态；阻尼比0ζ1时，响应形式称为状态。3.线性系统稳定的充分必要条件是。4.二阶控制系统的超调量δ%=____________________。5.由根轨迹法可推导出：系统闭环零点是由______________和______________________共同决定。6.控制系统的静态位置误差系数Kp=。7.为了提高系统的相位裕度常采用__________校正；为了减小系统的稳态误差常采用__________校正。8.最小相位系统指的是。二、简答题（36分，每题6分）1.为什么需要反馈控制？2.简述控制系统的类型号和开环增益对系统稳态误差的影响。3.试比较串联反馈校正和并联反馈校正的异同。4.试写出典型PD校正环节和超前校正环节的传递函数，并比较二者异同。5.系统的稳定性判据，有劳斯法、根轨迹法和奈氏判据，试说明他们的核心思想，他们之间有何联系和差异。2/36.状态空间法描述系统与微分方程描述系统有何异同?三．计算题1.（11分）已知单位反馈系统的开环传递函数为)15.0)(1()(sssKsG。要求系统的闭环极点有一对共轭复数极点，其阻尼比为5.0。1）试确定开环增益K和此时的系统闭环传递函数（5分）2）估算系统的超调量和调节时间。（6分）2.（11）已知单位反馈控制系统的开环传递函数)177()(2sssKsGo。1）确定系统产生自振荡K的取值，并求出振荡频率；（5分）2）若要求闭环极点全部位于垂线1s的左侧，求K的取值范围。（6分）3.（10分）设单位反馈系统的开环传递函数为10()(2)oGsss，试设计一串联校正装置，使系统满足：1）相角裕度45；2）幅值裕度dBdBh10)(。3）谈谈该校正装置的实现思路。4.（15分）如图所示系统，写出以321,,xxx为状态变量，y为输出变量时，系统的状态空间表达式（7分），并判断系统的可控性与可观性（8分）。2u11s21s31s1x2x3xy5（20分）如下图所示，为温度自动控制系统结构示意图，请绘出该系统的系3/3统功能框图（5分），并指出该系统的被控对象，执行器，反馈测量各在何处？（5分），被控对象的数学模型如何确定？（10分）6（5分）已知某单位反馈系统的开环传递函数为.()(1)(2)kGssss，请判断下面4幅图，其中那些是该系统随k变化的根轨迹。210A210B210C210D