昆明理工大學(xué)-自控復(fù)習(xí)題

第8頁共8頁A實(shí)用文檔昆明理工大學(xué)2012-2013學(xué)期自動(dòng)控制原理考試復(fù)習(xí)題一、填空（30分）自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能和組成多種多樣，因而自動(dòng)控制系統(tǒng)有多種分類方法。按其可以分為線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)，非時(shí)變系統(tǒng)和時(shí)變系統(tǒng)；按系統(tǒng)參考輸入變化規(guī)律可分為、和等。在工程控制系統(tǒng)中，反饋是指控制系統(tǒng)的返回到輸入端，與參考輸入量信息進(jìn)行綜合，系統(tǒng)利用綜合量進(jìn)行自身調(diào)節(jié)。反饋有和之分。自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型指的是描述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)特性的數(shù)學(xué)描述。我們學(xué)習(xí)的動(dòng)態(tài)物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有、和等表達(dá)式描述形式，還有方框圖和等圖形化描述形式。描述函數(shù)法是分析非線性系統(tǒng)的的圖解方法。應(yīng)用描述函數(shù)法可以分析某些非線性系統(tǒng)的工作狀態(tài)，確定自振的頻率和振幅。但不能用于分析非線性系統(tǒng)的。校正裝置串聯(lián)在系統(tǒng)中的連接方式稱為串聯(lián)校正。校正裝置接在系統(tǒng)的局部反饋通道中的連接方式稱為。已知無源校正裝置的傳遞函數(shù)為，，可以判斷該校正裝置為校正裝置。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的等效變換原則是：。傳遞函數(shù)互為倒數(shù)的最小相位環(huán)節(jié)，其對(duì)數(shù)幅頻曲線關(guān)于線對(duì)稱，對(duì)數(shù)相頻曲線關(guān)于線對(duì)稱。①極坐標(biāo)圖中的對(duì)應(yīng)于對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖上的線。相位穿越頻率是指在這一頻率處的相位為。相位裕量在處測(cè)量。若開環(huán)系統(tǒng)的分母多項(xiàng)式最高次冪為，分子多項(xiàng)式最高次冪為，則可知在繪制閉環(huán)系統(tǒng)根軌跡時(shí)，根軌跡有條，對(duì)稱于實(shí)軸，根軌跡漸近線有條。所謂就是這樣的極點(diǎn)，該極點(diǎn)最靠近虛軸，其附近沒有閉環(huán)零點(diǎn)，且其它極點(diǎn)到虛軸的距離是該極點(diǎn)到虛軸距離的5倍以上已知階躍函數(shù)，階躍幅度，其拉氏變換為：，其變換為：對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求可以概括為三個(gè)方面，即：、快速性和?？刂葡到y(tǒng)的稱為傳遞函數(shù)。一階系統(tǒng)傳函標(biāo)準(zhǔn)形式是，二階系統(tǒng)傳函標(biāo)準(zhǔn)形式是在經(jīng)典控制理論中，可采用、根軌跡法或等方法判斷線性控制系統(tǒng)穩(wěn)定性?？刂葡到y(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，取決于系統(tǒng)和,與外作用及初始條件無關(guān)。線性系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性，縱坐標(biāo)取值為，橫坐標(biāo)為。自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)有、、。傳遞函數(shù)與系統(tǒng)的有關(guān)，而與的變化無關(guān)。決定二階系統(tǒng)暫態(tài)性能的主要參數(shù)是,通常希望它的取值范圍為。減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的方法有、、具有n個(gè)開環(huán)極點(diǎn)的系統(tǒng)有條根軌跡，且這些根軌跡于實(shí)軸反饋控制又稱偏差控制，其控制作用是通過與反饋量的差值進(jìn)行的。復(fù)合控制有兩種基本形式：即按的前饋復(fù)合控制和按的前饋復(fù)合控制。兩個(gè)傳遞函數(shù)分別為G1(s)與G2(s)的環(huán)節(jié)，以并聯(lián)方式連接，其等效傳遞函數(shù)為，則G(s)為（用G1(s)與G2(s)表示）。典型二階系統(tǒng)極點(diǎn)分布如圖1所示，則無阻尼自然頻率，阻尼比，該系統(tǒng)的特征方程為，該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線為。若某系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)為，則該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)為。根軌跡起始于，終止于。簡答題（每題6-7分，共40-45分）求圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。減小或消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的措施與方法有哪些？設(shè)系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)，試求：；；；時(shí)單位階躍響應(yīng)的超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間及峰值時(shí)間；和；時(shí)單位階躍響應(yīng)的超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間和峰值時(shí)間。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，討論參數(shù)、對(duì)階躍響應(yīng)的影響。（6分）寫出下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（結(jié)構(gòu)圖化簡，梅遜公式均可）。設(shè)典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如圖所示，試確定系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。寫出下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（結(jié)構(gòu)圖化簡，梅遜公式均可設(shè)某線性系統(tǒng)的特征方程為:，試判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性。已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的一般表達(dá)式為：其中，為開環(huán)傳遞函數(shù)的零點(diǎn)，為開環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)，為根軌跡增益。試寫出根軌跡方程的幅值方程與相角方程。已知某二型最小相位系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性如下圖所示。試判斷閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。設(shè)開環(huán)離散系統(tǒng)如下圖所示，試求開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)。(已知自動(dòng)控制系統(tǒng)中常見的典型非線性特性有哪些？其中哪些是可利用的？繪圖、分析及計(jì)算（兩題20-30分）試?yán)L制如下圖所示系統(tǒng)以為參變量的根軌跡。2、已知某單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:（1）繪制該系統(tǒng)以根軌跡增益Kr為變量的根軌跡（求出：漸近線、分離點(diǎn)、與