自动控制原理试题与答案2

第1页一、填空（每空1分，共18分）1．自动控制系统的数学模型有、、、共4种。2．连续控制系统稳定的充分必要条件是。离散控制系统稳定的充分必要条件是。3．某统控制系统的微分方程为：dttdc)(+0.5C(t)=2r(t)。则该系统的闭环传递函数Φ(s)=；该系统超调σ%=；调节时间ts(Δ=2%)=。4．某单位反馈系统G(s)=)402.0)(21.0()5(1002ssss，则该系统是阶型系统；其开环放大系数K=。5．已知自动控制系统L(ω)曲线为：则该系统开环传递函数G(s)=；ωC=。6．相位滞后校正装置又称为调节器，其校正作用是。7．采样器的作用是，某离散控制系统)()1()1()(10210TTeZZeZG（单位反馈T=0.1）当输入r(t)=t时.该系统稳态误差为。二.1.求图示控制系统的传递函数.求：)()(SRSC（10分）400.1[-20]ωCωL(ω)dBG6G2G3G4G5G1R(s)C(s)+---第2页G1G2G3H2H1TR（s）C（s）-2.求图示系统输出C（Z）的表达式。（4分）三、计算1．已知tTetf11)(求F（s）（4分）2．已知)5(1)(2sssF。求原函数f（t）（6分）3．已知系统如图示，求使系统稳定时a的取值范围。（10分）T--SaS)2(10SS3SC（s）R（s）第3页四．反馈校正系统如图所示（12分）求：（1）Kf=0时，系统的ξ，ωn和在单位斜坡输入下的稳态误差ess.（2）若使系统ξ=0.707，kf应取何值？单位斜坡输入下ess.=？五.已知某系统L（ω）曲线，（12分）（1）写出系统开环传递函数G（s）)2(8SSkfsR(s)c(s)[-20]1025ωc100[-40]L(ω)ω第4页+j+j+j+1+1+1ω=∞ω=∞ω=∞г=2p=0г=3p=0p=2（1）（2）（3）六、已知控制系统开环频率特性曲线如图示。P为开环右极点个数。г为积分环节个数。判别系统闭环后的稳定性。（要求简单写出判别依据）（12分）第5页自动控制原理试卷1答案一．填空1．微分方程、传递函数、频率特性、结构图。2．闭环极点都位于S平面左侧；系统的特性方程的根都在Z平面上以原点为圆心的单位圆内。3．5.02S；0；8。4．4，Ⅱ；62.5。5．110100S；10。6．P-I；利用G(s)的负斜率使ωC减小，改善静态性能。7．将连续信号变为离散信号；0。二．（14分）解：（1）521634432125152125143321521251243213211352126346321251132122111)1()()(1001)()(GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGsRsCGGGGGGGGPGGGPLGGGLGGGGGGGGGGLLLLPPsRsC(1分)(1分)(1分)(1分)(1分)(1分)（每空1分。共18分）第6页（2）C(Z)=)()(1)()(1232321ZHZHGGZGGZRG三．（20分）解：(1)F(s)=Tsstf111)((2)F(s)=525125151)5(122sssss（3）G1(s)=ssssssssss321030)2(10)2(3101)2(102G2(s)=sssas)32(10)(2sassassssasassRsC1010321010)32(10)(10)()()(232assssA101032)(23要使系统稳定，则必须满足032010101032aaaa320a（两内项系数乘积两外项系数乘积）四．（12分）反馈校正系统如图示。解(1)：Kf=0tetsF5125125151)]([f(t)(1分)(1分)(1分)(1分)(4分)(4分)(3分)(3分)(3分)(1分)(2分)(1分)(1分)(2分)第7页Gk(s)=)2()2(82nnsssss8.203.08222nnn当在单位斜坡输入下时，即r(t)=tR(s)=s1Kv=)(lim0SGSkS=)2(8lim0SSSS=4ess=vK1=41=0.25(2)：Gk=)]82([8)82(8828)2(81)2(822ffffKsssKssKsssssKss8.25.082822nfnnfKK2+8Kf=222212+8Kf=4Kf=25.041)4(8)(sssGkKv=2)4(8lim0SSSSess=5.0211vK五．（12分）已知某系统L(ω)曲线.(1分)(1分)(1分)(1分)(1分)(1分)(3分)(1分)(1分)第8页解：（1）低频段的斜率为-40且与横坐标交于25即：ω0=25=625KKω1=10ω2=100T1=0.1T2=0.01该系统的传递函数为G(S)=)101.0()11.0(6252sssA(ωc)=111)01.0(1)1.0(6252221c5.62c(2))5.621.05.6201.0902(180)(180arctgarctgc25.6625.0arctgarctg(3)三阶最佳6.311001001c101112221201ThThhcK=316)1001(101011222Th1011011111maxtgtghtghtg六．（12）解：图一：0P为偶数起点在正实轴上021Pnn系统闭环后不稳定。图二：P=0为偶数起点在正实轴,3逆转270(1分)(2分)(1分)(1分)(1分)(2分)(2分)(1分)(4分)第9页020Pnn系统闭环后稳定。图三：当ω由0过程中122Pnn∴系统闭环后不稳定。七．（12分）解：∵系统的G0(s)=)1005.0)(105.0(10SS∴作出此系统的Bode图：∵L(ω)=20lgK=20设期望特性传递函数为G(s))1(TSSK(T=0.005)∵题目要求将其校正为二阶最佳系统，则ζ=0.7,σ%=4.3%又∵ζ1005.021KKTKT∴G(S)=)105.0(100SS0.11020304011020[-20]1002001000[-40]L(ω)dBω(4分)(4分)(4分)(2分)(4分)第10页G(s)=SSSGSG)1005.0(10)()(0(2分)