版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
10121012自動(dòng)控制原理期末考試卷與答案、填空題(每空1分,共分)、對自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求可以概括為三個(gè)方面,即:
穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性、控制系統(tǒng)的輸出拉氏變換與輸入拉氏變換在零初始條件下的比值稱為傳遞函數(shù)。、在經(jīng)典控制理論中,可采用勞斯判據(jù)(:時(shí)域分析法)根軌跡法或奈奎斯特判據(jù):頻域分析法)等方法判斷線性控制系統(tǒng)穩(wěn)定性。、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,取決于系統(tǒng)
結(jié)構(gòu)和
參數(shù)與外作用及初始條件無關(guān)。、線性系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性,縱坐標(biāo)取值為
20lg)
(:
L)
)橫坐標(biāo)為
lg
。、奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)中,ZP-R,其中P指開環(huán)傳函中具有正實(shí)部的極點(diǎn)的個(gè)數(shù),指閉環(huán)傳函中具有正實(shí)部的極點(diǎn)的個(gè)數(shù),奈氏曲線逆方向包圍(-1,j0)整數(shù)。、在二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)圖中t定義為調(diào)整時(shí)間%是超調(diào)量。s、設(shè)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為
KsTsTs1
,則其開環(huán)幅頻特性為
(
(2T1
,相頻特性為
0
(1
(2
。、反饋控制又稱偏差控制,其控制作用是通過給定值與反饋量的差值進(jìn)行的。0若某系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)為
g(t
t
t
,則該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)
105ssss
。1自動(dòng)控制系統(tǒng)有兩種基本控制方式當(dāng)控制裝置與受控象之間只有順向作用而無反向聯(lián)系時(shí),稱為開控制系統(tǒng)當(dāng)控制裝置與受控對象之間不但向作用而且還有反向聯(lián)系時(shí),稱為閉環(huán)控制系統(tǒng);含有測速發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)速度控制系統(tǒng),屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)。2根軌跡起始于開環(huán)極點(diǎn),終止于開環(huán)零點(diǎn)。3穩(wěn)定是對控制系統(tǒng)最基本的要求,若一個(gè)控制系統(tǒng)的響應(yīng)曲線為衰減振蕩,則該系穩(wěn)定。判斷一個(gè)閉環(huán)線性控制系統(tǒng)是否穩(wěn)定,在時(shí)域分析中采用判據(jù);在頻域分析中采用奈奎斯特判據(jù)。4頻域性能指標(biāo)與時(shí)域性能指標(biāo)有著對應(yīng)關(guān)系,開環(huán)頻域性能指標(biāo)中的幅值越頻率對應(yīng)時(shí)域性能指標(biāo)c
調(diào)整時(shí)t,它們反映了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程的快速s、(8分)試建立如圖3所示電路的動(dòng)態(tài)微分方程,并求傳遞函數(shù)。3:1建立電路的動(dòng)態(tài)微分方程據(jù)KCL有
(t)(t)d[u(t)(t)]u(t)iiRdtR12
(2)RR1
du(t)du(t)0R(t)RCi
u(t)2i
(2)、求傳遞函數(shù)微分方程進(jìn)行拉氏變換得1
Css)R)U(RCsU()Rs)2022ii
(2分
ωω傳遞函數(shù)
Gs)
(RRCs022(RRCsRi2
2
(2分共20分)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示:1寫出閉環(huán)傳遞函數(shù)
C(s)(s)
表達(dá)式分)2要使系統(tǒng)滿足條件:
,
2n
,試確定相應(yīng)的參數(shù)
K
和)圖43求此時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)
0
0
,t
分)4
r)
2
時(shí),求系統(tǒng)由
r()
產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差
e
分)5確定
n
s)
,使干擾
nt
對系統(tǒng)輸出
c(t
無影響)K:14)
s
C(s)(s
2KK1s2
2
KKs
2
nnn(4)
K24nK2n
K(4)
ts
n
(4)
G
K2K1
K1s
KK
1.414KK(4)令:
()
C(s)N()
K1()s)
得:
n
)K、知最小相位系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性如圖3所示。試求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。)ωdB:從開環(huán)伯德圖可知,系統(tǒng)具有比例環(huán)節(jié)、兩個(gè)積分環(huán)節(jié)、一個(gè)一階微分環(huán)節(jié)和一個(gè)慣性環(huán)節(jié)。-4020(s)故其開環(huán)傳函應(yīng)有以下形式G(1(8)ωs(s1ω101圖可知:
-10處的縱坐標(biāo)為40dB,
則
L
20lgK
,
得
-40100
(2分圖3
r922r922由
的幅值分貝數(shù)分別為20結(jié)合斜率定義,有l(wèi)g
20lg101
,解得
10
(2分)理可得
20lg1
或
21
,
1000
得
100
rad/s(2分故所求系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s
0((
)
(2)、共15已知某單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為
G(
Krs
2
:1繪制該系統(tǒng)以根軌跡增益K為變量的根軌跡(求出:漸近線、分離點(diǎn)、與虛軸的交點(diǎn)等分)r2確定使系統(tǒng)滿足
0
的開環(huán)增益
K
的取值范圍)、繪制根軌跡(分)統(tǒng)有有3個(gè)開環(huán)極點(diǎn)(起點(diǎn)-3、-3,無開環(huán)零點(diǎn)(有限終點(diǎn)分))軸上的軌跡,及(,0(分))3條漸近線:
60
(分))分離點(diǎn):
120dd
得:
d
(分))虛軸交點(diǎn):
s)
3
s
2
K0rRe0r
Kr
(分)制根軌跡如右圖所示。7)開環(huán)增益K與根軌跡增益K的關(guān):r
G)
rss得
r
9
()系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)根軌跡增益K的取值范圍:r
r
54
,(分)
r2222r2222統(tǒng)穩(wěn)定且為欠阻尼狀態(tài)時(shí)根軌跡增益K取值范圍:
r
,(3分)統(tǒng)穩(wěn)定且為欠阻尼狀態(tài)時(shí)開環(huán)增益K取值范圍:
49
K
()共22分)某最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線
L)0
如圖示:、寫出該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)
s
)、寫出該系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性、開環(huán)幅頻特性及開環(huán)相頻特性分、求系統(tǒng)的相角裕度分)、若系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度不夠大,可以采用什么措施提高系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度?()解:1從開環(huán)伯德圖可知,原系統(tǒng)具有比例環(huán)節(jié)、一個(gè)積分環(huán)節(jié)、兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)。故其開環(huán)傳函應(yīng)有以下形式
G(s
s(
11
K1s2
s
(2)圖可知:
處的縱坐標(biāo)為40dB,
則
L
20lgK
,
得
100
(2分12
()系統(tǒng)的開環(huán)傳函為
G()
s
(2分)、寫出該系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性、開環(huán)幅頻特性及開環(huán)相頻特性:環(huán)頻率特性
j0
100jjj10
()環(huán)幅頻特性
0
100
(分)環(huán)相頻特性:
s)tg
(1分)、求系統(tǒng)的相角裕度:幅值穿越頻率,令
0
100
得
c
31.6/s
(3分)
(tgc
0.1tgc
c
(分180180180
(分)
Lc0c0.00.121102031001-20dB/deLccs(Lc0c0.00.121102031001-20dB/deLccs(ss'最小相位系統(tǒng)
臨界穩(wěn)定(4分)以采用以下措施提高系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度:增加串聯(lián)超前校正裝置;增加串聯(lián)滯后校正裝置;增加串聯(lián)滯-前校正裝置;增加開環(huán)零點(diǎn);增加PD或制器;在積分環(huán)節(jié)外加單位負(fù)反饋。、已知最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性
L()0
和串聯(lián)校正裝置的對數(shù)幅頻特性
L()c
如下圖所示,原系統(tǒng)的幅值穿越頻率為
c
24.3
分)、寫出原系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)
0
)
,求其相角裕度
0
,判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性分)、寫出校正裝置的傳遞函數(shù)
c
s)
)、寫出校正后的開環(huán)傳遞函數(shù)
0
s)()c
,畫出校正后系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性
L)
,并用勞斯判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性分L(:1從開環(huán)波特圖可知,原系統(tǒng)具有比例環(huán)節(jié)、一個(gè)積分環(huán)節(jié)、兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)。-20dB/deK故其開環(huán)傳函應(yīng)有以下形式()(2)0140-40dB/de120.324.圖可知處的縱坐標(biāo)為則LK40,得100(2)-60dB/de原系統(tǒng)的開環(huán)傳函為G(s)c(分1(0.1s
原系統(tǒng)的相角裕0
(s)0.05題知原系統(tǒng)的幅值穿越頻率為
c
24.3()c
0.1c
0.05c
(分)
)208c
(1分)最小相位系統(tǒng)
不穩(wěn)定、從開環(huán)波特圖可知,校正裝置一個(gè)慣性環(huán)節(jié)、一個(gè)微分環(huán)節(jié),為滯后校正裝置。故其開環(huán)傳函應(yīng)有以下形式
G(s)
s.1ss'0.01
.s
(5)、校正后的開環(huán)傳遞函數(shù)
0
)G()c
為G(s)(0
100sssssss1)(0.05ss
(4分)勞思判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性
11統(tǒng)的閉環(huán)特征方程是D()(0.11)(0.051)(100sss
415.005s100.152
313.5s
(2分)造勞斯表如下
43
100.15100313.
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025年場民法典技術(shù)合同合同法務(wù)顧問合同4篇
- 2025年度智能穿戴設(shè)備售后維修與保養(yǎng)合同范本4篇
- 上海辦公室裝修合作合同一
- 2025年度土地征收與補(bǔ)償測繪服務(wù)合同范文4篇
- 二手車交易協(xié)議樣式(2024版)版B版
- 2025年度咖啡廳租賃合同77069(含咖啡文化體驗(yàn))4篇
- 2025年度智能產(chǎn)品全球分銷渠道拓展合同協(xié)議書4篇
- 2025年度汽車零部件銷售合同范本(二零二五版)4篇
- 2025年度智慧社區(qū)市場調(diào)研服務(wù)合同書4篇
- 專業(yè)駕駛員商業(yè)秘密保護(hù)協(xié)議(2024版)一
- DB3303T 059-2023 政務(wù)信息化項(xiàng)目軟件開發(fā)費(fèi)用測算規(guī)范
- 康復(fù)科宣傳展板
- 二零二五年度IT公司內(nèi)部技術(shù)文檔保密與使用規(guī)范協(xié)議3篇
- 加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)教師領(lǐng)域?qū)W習(xí)二十屆三中全會精神專題課
- 2024 年廣東公務(wù)員考試行測試題【A類+B類+C類】真題及答案
- 2024-2025學(xué)年人教版數(shù)學(xué)七年級上冊期末復(fù)習(xí)卷(含答案)
- 湖北省學(xué)前教育技能高考《幼兒心理》歷年考試真題題庫(含答案)
- 山東師范大學(xué)《文學(xué)評論寫作》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷
- 2024-2025學(xué)年人教版初一上學(xué)期期末英語試題與參考答案
- 四年級數(shù)學(xué)上冊人教版24秋《小學(xué)學(xué)霸單元期末標(biāo)準(zhǔn)卷》考前專項(xiàng)沖刺訓(xùn)練
- 公司出納年度工作總結(jié)
評論
0/150
提交評論