自動(dòng)控制考試題六（及答案）

一．〔13分〕簡(jiǎn)答題試舉一例負(fù)反應(yīng)控制的根本原理?！惨螽嫵龇娇驁D〕寫出PID控制律的數(shù)學(xué)表達(dá)式；系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻率特性的中頻段反映了控制系統(tǒng)的什么性能？通常應(yīng)如何設(shè)置？為什么要建系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型？常用的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型有哪些？〔至少三種〕。二．〔10分〕選擇題1．線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)與系統(tǒng)的〔〕有關(guān)；輸入及輸出；〔2〕輸入；〔3〕結(jié)構(gòu)；〔4〕輸入及結(jié)構(gòu)。2．開環(huán)穩(wěn)定的系統(tǒng)，其閉環(huán)〔〕，開環(huán)不穩(wěn)定的系統(tǒng)，其閉環(huán)〔〕；不一定穩(wěn)定；〔2〕不一定不穩(wěn)定；〔3〕一定穩(wěn)定；〔4〕一定不穩(wěn)定；3．傳遞函數(shù)中s的量綱為〔〕；〔1〕秒；〔2〕無量綱；〔3〕〔4〕與具體的物理元件有關(guān)；4．靜態(tài)誤差系數(shù)描述了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的大小，動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)描述了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程誤差大小，該說法〔〕?！?〕正確；〔2〕不正確；〔3〕不一定正確；5．當(dāng)時(shí)，各型系統(tǒng)的幅相曲線均趨于零，從第幾象限趨于零取決于〔〕；〔1〕分母的階次；〔2〕分子的階次；分母與分子的階次和；〔4〕分母與分子的階次和。6．兩個(gè)二階系統(tǒng)系統(tǒng)的超調(diào)量相等，那么此兩個(gè)系統(tǒng)具有相同的〔〕；7．系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性取決于〔〕；〔1〕系統(tǒng)的輸入；〔2〕系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和參數(shù)；〔3〕系統(tǒng)的輸出；〔4〕初始條件。8．一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)越大，系統(tǒng)〔〕；〔1〕響應(yīng)速度越快；〔2〕精確度越高；〔3〕響應(yīng)速度越慢；〔4〕精確度越低。9．系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，其相頻特性為〔〕三．〔5分〕如下圖系統(tǒng)，試畫出其方框圖，并求出傳遞函數(shù)。四．〔5分〕利用梅遜公式求圖示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。五．〔10分〕設(shè)某控制系統(tǒng)的方框圖如下圖，試確定磁鐵單位階躍響應(yīng)的超調(diào)量，調(diào)整時(shí)間時(shí)的參數(shù)k及的值。六．〔8分〕如圖系統(tǒng)為穩(wěn)定的反應(yīng)控制系統(tǒng)，當(dāng)給定量為時(shí)，求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，假設(shè)要求穩(wěn)態(tài)誤差為零，應(yīng)如何考慮系統(tǒng)的改善。七．〔10分〕某系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖：為使系統(tǒng)滿足穩(wěn)定要求，應(yīng)滿足什么條件；假設(shè)試分別判斷當(dāng)和時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。八．〔12分〕單位負(fù)反應(yīng)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，作以T為參量的根軌跡圖〔〕，并分析T值對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。九．〔6分〕設(shè)某系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，其中，試畫出及兩種情況時(shí)頻率特性的極坐標(biāo)圖，并判別閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。十．〔6分〕對(duì)于圖示RC電路，求該電路的傳遞函數(shù)和頻率特性；當(dāng)輸入時(shí)，求電路的穩(wěn)態(tài)輸出，圖中。十一．〔15分〕單位反應(yīng)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，假設(shè)要使系統(tǒng)的速度誤差系數(shù)，相位裕量，試確定一．〔13分〕二．〔10分〕1．2.3.4.5.6.7.8.9.(3);(1)(2);(3);(2);(4);(2)(2);(3);(2)三.(5分)四.(5分)五.(10分)六．〔8分〕I型系統(tǒng)，改善：應(yīng)考慮III型系統(tǒng)，可配零點(diǎn)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。七．〔10分〕〔2〕時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定，時(shí)，系統(tǒng)不穩(wěn)定。八．〔12分〕以為參量的根軌跡方程零點(diǎn)：極點(diǎn)：實(shí)軸軌跡：終止角：無論T為何值，只要取值范圍內(nèi)均是穩(wěn)定的。九．〔6分〕不穩(wěn)定，穩(wěn)定，十．〔6分〕十一．〔15分〕串聯(lián)超前校正〔答案不唯一〕。一．簡(jiǎn)答題〔10分〕控制系統(tǒng)中有哪些典型環(huán)節(jié)，其傳遞函數(shù)的形式是什么？什么是PID校正，試寫出其控制量的表達(dá)式。典型二階系統(tǒng)的測(cè)速反應(yīng)控制是如何提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的？試畫出方框圖。在確定高階系統(tǒng)的主導(dǎo)極點(diǎn)時(shí)注意些什么？二．〔5分〕求圖示系統(tǒng)的c值。三．〔5分〕求圖示網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)。四．〔10分〕有一位置隨動(dòng)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如下圖，其中，當(dāng)輸入量為單位階躍函數(shù)時(shí)，求系統(tǒng)的自然振蕩角頻率，阻尼比和系統(tǒng)的暫態(tài)指標(biāo)。五．〔12分〕設(shè)某系統(tǒng)的方框圖如圖示，假設(shè)系統(tǒng)以弧度/秒的頻率作等幅振蕩，試確定振蕩時(shí)參數(shù)k與a之值。六．〔13分〕設(shè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖，試確定閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。七．〔15分〕系統(tǒng)的特征方程為，求以a為參數(shù)的根軌跡，并求使系統(tǒng)阻尼比為0.5的a的值。八.(5分)根據(jù)圖示最小相位系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性,寫出該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù),并畫出相頻特性大致圖形。九.(10分)試分析圖示系統(tǒng)在正弦控制信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差，圖中時(shí)間常數(shù)T及開環(huán)增益k均為常數(shù)。十.(15分)設(shè)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為,分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性及穩(wěn)定裕度；采用傳遞函數(shù)的校正裝置，問該校正是何種校正,分析校正后系統(tǒng)的穩(wěn)定性及穩(wěn)定預(yù)備.繪制校正前后系統(tǒng)的伯德圖。一．(15分)二.(5分)三.(5分)四.(10分)秒五.(12分)六.(13分)(a)不穩(wěn)定(b)穩(wěn)定;七.(15分)漸進(jìn)線:別離點(diǎn):與虛軸交點(diǎn):軌跡如圖示.在圖上作的射線,那么與軌跡交點(diǎn)(對(duì)稱)為滿足的閉環(huán)極點(diǎn),通過計(jì)算可得:,此時(shí)