自動控制原理試題5及答案

1、模擬試題(五)課程自動控制原理考生班級學(xué)號姓名單選題(在每小題的四個備選答案中，選出一個正確的答案，將其相應(yīng)字 母寫入題干的O內(nèi)，每小題2分，共20分)1采用負反饋形式連接后A. 一定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定；B.系統(tǒng)動態(tài)性能一定會提高；C. 需要調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，才能改善系統(tǒng)性能；D. 一定能使干擾引起的誤差逐漸減小，最后完全消除。2. 關(guān)于系統(tǒng)傳遞函數(shù)，以下說法不正確的是A.與相應(yīng)s平面零極點分布圖等價；B.與擾動作用下輸出的幅值無關(guān)。C.是在零初始條件下定義的；D.只適合于描述線性定常系統(tǒng)；3. 系統(tǒng)特征方程為 D(s) =s3 2s2 3s 0，則系統(tǒng)A.穩(wěn)定；B.右半平面閉環(huán)極點數(shù)Z=2

2、；C.臨界穩(wěn)定；D.型別八1。4. 系統(tǒng)在r(t) =t2作用下的穩(wěn)態(tài)誤差ess：，說明A.系統(tǒng)不穩(wěn)定；B.型別v：2 ；C.閉環(huán)傳遞函數(shù)中有一個積分環(huán)節(jié)；D.輸入幅值過大。5. 對于以下情況應(yīng)繪制0°根軌跡的是A.主反饋口符號為“ +”； B.根軌跡方程(標(biāo)準(zhǔn)形式)為G(s)H(s) = +1 ；C.非單位反饋系統(tǒng)；D.除K*外的其他參數(shù)變化時。6. 非最小相角系統(tǒng)A.閉環(huán)相頻的絕對值非最??；B.對應(yīng)要繪制0°根軌跡；C.開環(huán)一定不穩(wěn)定；D.一定是條件穩(wěn)定的。7. 對于單位反饋的最小相角系統(tǒng)，依據(jù)三頻段理論可得出以下結(jié)論A. 可以比較閉環(huán)系統(tǒng)性能的優(yōu)劣；B. L()以-2

3、0dB/dec穿越OdB線，系統(tǒng)就能穩(wěn)定；C. 高頻段越低，系統(tǒng)抗干擾的能力越強；D. 低頻段足夠高，ess就能充分小。8. 頻域串聯(lián)校正方法一般適用于A.單位反饋的非最小相角系統(tǒng)；B.線性定常系統(tǒng)；C.穩(wěn)定的非單位反饋系統(tǒng)；D.單位反饋的最小相角系統(tǒng)9. 離散系統(tǒng)差分方程c(k 2) =3c(k 1) _2c(k) 3u(k 1) _u(k)則脈沖傳遞函數(shù)為A.3z -1z2 3z -2B.-3z 1z2 - 3z 2C.3z -1z2 _3z 2D.-3z 1z2 3z - 210. 適用于描述函數(shù)法分析非線性系統(tǒng)的前提條件之一是A.非線性特性具有偶對稱性；B.非線性特性正弦響應(yīng)中的基波分

4、量幅值占 優(yōu)；C. G(s)必須是二階的；D. N(A), G(s)必須是串聯(lián)形式連結(jié)的(20分)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示(1) 寫出閉環(huán)傳遞函數(shù)G(s)表達式；(2) 要使系統(tǒng)滿足條件： =0.707, , =2,試確定相應(yīng)的參數(shù)K和1 ；(3) 求此時系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)(；oo, ts);(4) r(t)=2t時，求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess ；H國(5) 確定Gn(s)，使干擾n(t)對系統(tǒng)輸出c(t)無影響三.( 15分)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)二Ks(s 3)2(1) 繪制K* =0：時的系統(tǒng)根軌跡(確定漸近線，分離點，與虛軸交點)；(2) 確定使系統(tǒng)滿足0 ：1的開環(huán)增益K的取值

5、范圍;(3) 定性分析在0：1范圍內(nèi)，K增大時，二00, ts以及r(t)二t作用下ess的變化趨勢(增加/減小/不變)。四. (15分)離散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，采樣周期T =1rK s+11-e寫出校正前系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G。(s)；sTsc圖2離散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(1)寫出系統(tǒng)開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)G(z);(2)確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍；(3)取K =1，計算r(t) =t作用時系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差e(：)。注：z 變換表Z 1=ZT ； Z 1= Z ; Z 二 Tz 2Ils - az-eTILsz-1|s在圖3中繪制校正后系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性曲線 L()； 求校正后系統(tǒng)的截止頻率-0和相角裕度。六. (

6、15分)非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖4所示，M =1, N(A)二如 兀A(z-1)2五. (15分)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線 Lo( )如圖3所示，采用串v3 A10 J聯(lián)校正，校正裝置的傳遞函數(shù)Gc(s):G+1丄+10.3100nL(co) dBlOhB/dec1IIQAOMii)030100300r x 1圖3對數(shù)幅頻特性曲線JM-lL0 4r(t)=O*圖4非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（1）. =0時，確定系統(tǒng)受擾后最終的運動形式（穩(wěn)定/自振/發(fā)散）；（2）. =0時，要在系統(tǒng)輸出端產(chǎn)生一個振幅 代=1二的近似正弦信號，試確定參 數(shù)K和相應(yīng)的頻率 ；定性分析當(dāng)延遲環(huán)節(jié)系數(shù).增大時，自振參數(shù)（A

7、, ）變化的趨勢（增加/不變/ 減小）。答案單選題（每小題2 分,共20分）(1)C；(2) A;(3)C；(4)B；(5) B;(6)D；(8)D；(9)C；(10) B；二.（共20分） 解(1) (4 分)(2) (4 分)(3) (4 分)1s2 2K »：n =2=4n =2.2KP =2気二 00 =eK2sK： K "1 2sKs2 * s K-二 L = 4.32003.53.5ts'n2二 2.475=4= 0.707(4) (4 分)G(s)二Ks(s K )Kk = ! V = 1Aess=2： =1.414KkK：11- Gn(s)（5） （

8、4分）令:s丿sS(s)=0Xs)得:Gn(s)三.（共15分） 解（1）繪制根軌跡 （9分）G(s)二s(s 3)2sH+11丄3丿一* fK=K ,/9v =1漸近線:-專3-60 , 180分離點:解出：1 20d d 3d - -1與虛軸交點：D(s) = s3 6s2 9s K 0Jm D（jco）】=co3 + 9co .Reb j）】=6宀 K繪制根軌跡如右圖所示。（2） （3分）依題有:即:（3） （3分）依根軌跡,'二 0otsess四.（共15分） 解(1) (5 分)G(z)1 IzKKTz(z -1)(z-eH)(2)(5分)D(z) =(z _1)(z_e )

9、 KTz 二 z - (1 e - KT)z e =0D(1) =KT >0« D(_1) =2(1 +e-Te)-KT 0:102(1 e =)<T綜合之:t m二 2.736(3)(5 分)KvKTzKT1 -eJeC:)r(tJ AT_AT(1_e_)一懇KTT d, K d0.632五.（共15分） 解(1) (3 分)G0（S）二100ssdV10八 100(2) (9 分)(s100 +1 |G(s)二 Gc(s)G°(s)3s,L）見下圖。s +1】Q3 八100 丿4020U2060L(w)陽60nhB/dec5）1 1D100300、G)（3） （3分）依圖-c =10. 10 10 10= 180 arctan -90&qu