自动控制原理计算题题库

自动控制原理计算题题库1某系统结构如图二所示，求系统的开环传递函数和闭环传递函数。当C值为200时，求R的值。2已知单位反馈系统的开环传递函数为)3)(1(22)(sssG系统输入量为r(t)，输出量为C(t)，试求：(1)当r(t)=1(t)时，输出C(t)的稳态值和最大值;(2)为了减少超调量，使阻尼比等于0.6，对系统实施速度反馈控制，试画出速度反馈系统方框图，并确定速度反馈系数。3已知系统的开环传递函数)10)(2()()(sssKsHsG为保证系统稳定，并且在)(2)(1)(tttr作用下的稳态误差2.0sse，试确定K的取值范围。4已知某系统的开环传递函数为)7)(2()()(sssKsHsG，（1）画出以K为参数的闭环系统根轨迹图；（2）求出使系统不出现衰减振荡的K值范围。5已知某最小相角系统的对数幅频特性如图六中)(0L所示：(1)求系统的开环传递函数并计算相角裕量，判别闭环系统稳定性；(2)为了改善系统性能，采用1100110)(sssGc的校正装置进行串联校正，试画出校正后系统的Bode图，求出相角裕量；(3)在Bode图上标出相角裕量及幅值裕量)(dBh。6系统微分方程如下：试画出结构图，并求传递函数)()(sRsC7某系统的结构图如图所示，图中放大器参数4pk，电动机参数1.0,1mdTk秒,01.0dT秒,（１）求系统的单位阶跃响应及其st%,和sse；（２）如要求稳态误差小于或等于%)5(e5%ss，应该变哪一参数，并计算该参数的值。试分析该参数变化对系统性能的影响。8设单位反馈系统的闭环传递函数为nnnnnnasasasasas1111.......)(，试证明系统在单位斜坡函数作用下，稳态误差为零。（设闭环系统是稳定的）1121232223HxrcTxkxxxxkcTcckx9已知闭环系统的特征方程为0)1()(2skass，画出5a时的根轨迹，当k=12时，已知一个闭环极点为－２，问该系统是否能等效为一个二阶系统。10试求图示电路的频率特性，并画出Bode图和极坐标图。11已知系统的开环传递函数)()(sHsG的奈奎斯特曲线如图所示，它们的开环传递函数分别为：)1()()()(2TssksHsGa,)1()1()()()(sssksHsGb,试根据奈奎斯特稳定性判据，判定闭环系统的稳定性。12已知单位反馈控制系统，原有的开环传递函数)((0sG的对数幅频特性曲线如图（a）所示，两种串联校正装置)(sGe的对数幅频特性曲线如图（b）（c）所示。要求：（１）写出每种校正方案的开环传递函数)(sG；（２）试比较这两种校正方案对系统性能的影响（计算vk及,c）（３）试画出两种校正方案)(sG的对数幅频特性曲线。13已知某电路的微分方程为：ttidtiCtUtUtiRtUdtitiCtUtUtiRtU)(1)()()()(])()([1)()()()(22002212111111其中)(tUi为输入，)(0tU为输出，2211,,,CRCR均为常数，试建立系统方筷图，并求传递函数。14某非单位反馈控制系统如图所示，若),(1*20)(ttr，(1)求系统的稳态输出)(c，及maxc，超调量%和调整时间st。(2)试画出单位阶跃响应曲线，并标出st及maxc,)(c。15控制系统结构图如图所示，试确定使系统在输入信号tttr2)(1)(作用下的稳态误差不大于0.5的值范围。16若某系统的特征方程为：0*25.0)15.0)(3()(ksssssD试绘制其根轨迹，并分析系统稳定的*k值范围及阶跃响应呈衰减振荡的*k值范围。（跟轨迹分离点3.2d）。17设某单位反馈系统的开环传递函数为：)102.0)(1(100)(ssssG试画出系统的Bode图，并计算相角裕量判别开环系统的稳定性。画出极坐标图，在图上标出),1(0j点位置。18已知一单位反馈系统的开环传递函数为：)15.0()(ssksG要求采用串联校正，校正后相位裕度),1(9,50sc幅侄裕度dbh10，对单位斜坡的输入信号的稳态误差05.0sse。19位置随动系统的结构图如图所示。（1）求系统（a）的无阻尼自然振荡频率n和阻尼比，并确定系统（a）的单位阶跃响应。及系统的稳态性能和动态性能。（2）要使系统（b）的阻尼比5.0，求fK的值和n的值，并确定系统（b）的单位阶跃响应。及系统的稳态性能和动态性能。（3）比较系统（a）和系统（b），说明速度反馈的作用。（注：稳态性能指求ssassvsspeee,,，动态性能指求)05.0(%,st）。20某系统的结构图如图所示，求系统的开环传递函数和闭环传递函数。当C值为200时，求R的值。21已知系统的动态结构图如图所示，当)(1)(),(1)(21tRtntRtr时，求系统的稳态误差。（已知闭环系统稳定）22已知系统的特征方程式为0161620128223456ssssss，试求（1）在右半][s平面的闭环极点个数。（2）闭环极点为虚数的值。23设控制系统的开环传递函数为32)2()()(2sssksHsG，试在][s平面上绘制系统根轨迹的大致图形。并分析系统的振荡特性。24试分别用极坐标图和对数坐标图表示某稳定系统的相角裕量和幅值裕量。（系统的开环传递函数用22)102.0()1(10)()(ssssHsG表示）25已知一单位负反馈最小相位系统的固有部分及串联校正装置的对数幅频特性cLL,0如图所示：1．写出相应的传递函数)(),(0sGsGc；2．在图中分别画出系统校正后的对数幅频特性)(L及相频特性)(，[)(只要求大致形状]3．写出校正后的系统传递函数)(sG；4．分析)(sGc对系统的作用。26求图示系统的传递函数)()(sRsC。27已知某单位反馈系统的开环传递函数为)5(100)(sssG，1．试求出该系统的单位阶跃响应的起调量和调整时间，并画出阶跃响应的大致图形，在图上表出性能指标svpttt,,，%的定义(取5%)；2．为了改善系统性能，对该系统实施速度反馈，试画出速度反馈系统的方块图。为使系统的阻尼比为0.7，速度反馈系数为多少？28设某控制系统如图所示，误差定义为)()()(tCtrte，试选择参数z和b的值，使系统对速度输入信号)()(tatr的稳定误差为0。29该控制系统的结构如图，现在为了使系统特征方程的根的实数部分小于-1，试确定传递函数k的数值范围。30设单位负反馈系统的开环传递函数为)3()2()()(2*ssksHsG，试作出相应的根轨迹图，确定使系统的开环放大倍数2k且系统增益裕度3的*k值的范围。31已知单位负反馈的开环传递函数如下：试画出极坐标图，要求画出相角裕量和幅值裕量。.2)1(10)(.2)12.0(100)(sssGsssG32已知某单位负反馈系统，矫正前的开环传递函数为)11.0(100)(sssG，矫正后的开环传递函数为)0112.01)(11.0()004471(100)('sssssG，试求：1．矫正前后系统的静态速度误差系数，穿越频率c及相位裕度。2．矫正装置是那种类型？3．说明矫正后的系统，哪些方面的特性得到了改善？哪些方面会多出新问题？33控制系统的结构如图所示，1k和2k分别为前向通道和反馈通道的增益常数，现要求系统的前向通道的传递函数为)s)(s(s)s()s(E)s(C20510100，试确定满足此要求的1k和2k的值以及反馈通道的传递函数)s(H。34已知某单位反馈系统的开环传递函数为)s(s)s(G110，(1)试求该系统在单位阶跃信号作用下的超调量和调整时间（取%）；(2)为了使系统阻尼比为0.7，对系统实施速度反馈，试画出速度反馈的系统方块图，并求出速度反馈系数；(3)画出单位阶跃响应的大致图形，在图上标出性能指标%,t,t,tsrp的定义。35已知一稳定系统的闭环传递函数为011101asa.......sasasa)s(nnn，误差定义为)t(c)t(r)t(e，试求系统对输入为22102tRtRR)t(r时，系统的稳态sse误差。36设单位反馈系统的开环传递函数为)s)(s(sk)s(G6131，若要求闭环特征方程的根的实部均小于-1，问k值应取在什么范围内？如果要求实部均小于-2，情况又如何？37用根轨迹法确定图示系统无超调的k值范围。38设单位反馈系统的开环传递函数为21sas)s(G，试确定使相角裕量等于45时的a值。39对于图示的二阶系统，试画出开环闭环频率特性的Bode图。在Bode图上标出代表频域性能指标的c（开环截止频率）（相角裕量）谐振峰值rM及带宽频率b，并定性说明这四个参数与时域性能的关系。40利用方框图的简化规则,求图示系统的传递函数。41一系统的动态结构图如图所示，求在不同的k值下（k分别取1,3,7）系统的动态指标及单位阶跃信号作用下的稳态误差，k值的变化对系统有什么影响？（st的误差带取5%）42设系如图所示统结构，试确定闭环系统稳定时k和2k的可调范围。43设某系统的开环传递函数为12ssks)s(G，试绘制该系统的根轨迹，并大致分析系统性能（稳定性及振荡性）44图示为最小相位系统的开环对数幅频特性。1．试写出系统的开环传递函数；2．作出开环系统的极坐标图，并用Nyquist稳定判据判别闭环系统的稳定性；3．计算系统的相角裕度；4．试求静态误差系数avpkkk和45图中所示为三个系统开环频率特性的Nyquist图的负频率部分，P是)s(H)s(G的右极点数。试说明闭环系统是否稳定，为什么？46已知一校正装置的传递函数为1100110ss)s(Gc，设计一个RC无源校正网络，并说明该网络属于何种类型？47求图示网络的传递函数，其中)t(Uc是网络的输入电压，)t(U0是网络的输出电压，R,L,C分别是电容、电感、电阻的阻值、电感量及电容量。48设系统的脉冲响应函数如下，试求这些系统的传递函数。)ee(.)t(g)()tsin(t)t(g)(t.t.2050020244105149假设闭环传递函数为2222nnnss的二阶系统在单位阶跃函数作用下的输出响应为)1.536.1sin(25.11)(2.1tetCt,试计算系统的参数n,,并通过及n计算给足系统的调整时间和超调量。(050.)50对于如图所示系统，试确定：1.使系统稳定的a的值范围；2.试系统特征根均位于s平面中的1eR垂线左边的a的值范围。51已知某系统的结构图如图所示，当输入)t(l)t(r,干扰)(11.0)(ttn时，求系统的稳态误差。52设单位反馈控制系统的开环传递函数为)ss)(.s)(s(sk)s(G*1365312,试绘制系统的概略根轨迹,并分析系统的稳定性及阶跃响应的振荡性.53已知二阶系统的开环幅相频率特性如图,其中p为开环不稳定极点的个数,为开环积分环节的个数.试判断系统闭环的稳定性。54已知单位反馈系统的开环传递函数为)sT(sk)s(G11，设100k，求当系统的相位裕量36)(c时的值，并绘出该开环系统的对数幅相特性曲线。55已知一校正装置的传递函数为418414.s.s)s(Gc，试设计一个RC无源校正网络,并说明该网络属于何种类型。56系统的结构图如图所示,求系统的传递函数)s(R)s(C)s(。57运算放大器放大倍数很大，输入阻挠很大,输出阻挠很小，试求如图示的传递函数)s(E)s(E12。58一闭环系统的动态结构图如图所示：1．试确定系统的暂态指标0508120.),s(.t%,%s条件下的系统,1k值。2．求上述系