1、自動(dòng)控制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)200200學(xué)年第二學(xué)期自動(dòng)控制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁自動(dòng)控制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁自動(dòng)控制原理期末考試試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（）（課程代碼：）試卷審核人：考試時(shí)間：注意事項(xiàng)：1本試卷適用于級(jí)自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生使用。2本試卷共頁，滿分分。答題時(shí)間分鐘。班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：題號(hào)-二三四五六七總分評(píng)分得分評(píng)卷人一、計(jì)算題（本大題共2道小題，共15分）1、已知某系統(tǒng)在零初始條件下的單位階躍響應(yīng)為c（t），1+0.20t-1.2e21,求系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)g（t）和傳遞R(s)解：分）C(s)，1+竺-_H，2.2s+2ss+1s+

2、2s(s+1)(s+2)C(s)2.2s+2R(s)_(s+1)(s+2)3分）g(t)，0.2et+2.4e-21自動(dòng)控制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁、已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，試?yán)妹飞角髠鬟f函數(shù),P解：由梅遜增益公式=（分）回路L=-GGH1122L=-GH221=1GGHGH12221分）前向通道P=GG=11121分）C(s)GGGG=1_22_3R(s)1GGHGH122212分)得分評(píng)卷人二、計(jì)算題（本大題共1道小題，共10分）設(shè)單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為2G（s）=s（s2），已知系統(tǒng)在單位階躍作用下的n誤差函數(shù)為E（s）=（$；S4），試求系統(tǒng)的阻尼比，自然頻率

3、和在單自動(dòng)控制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁自動(dòng)控制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁位斜坡輸入作用的穩(wěn)態(tài)誤差。解：s6(s+2)(s+4)，得特征多項(xiàng)式自動(dòng)控制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁自動(dòng)控制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁D(s)=(s+2)(s+4)=s2+6s+8(分)自動(dòng)控制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁與標(biāo)準(zhǔn)形式D（s）,s2+2s+32相比，得nn，1.063，2J2，2.83(分)n由終值定理ess=limsE(s)=limss0s0s(s+6)(s+2)(s+4)丄，0.75s2（分）得分評(píng)卷人三、計(jì)算題（本大題共2道小題，共某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)

4、為5分）K*(s_1)(s2+6s+10)（1）繪制K從0s變化的根軌跡。2）確定閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)K*的取值范圍。解：（）實(shí)軸上的根軌跡為（g,1）（2分）13+j3j,533(2k+1)2分）分離點(diǎn)111+d1d+3+jd+3j整理得3d2+10d+4，0d，0.47d，2.87(2分)12（分）1起始點(diǎn)=180。(180arctg)90。=76。(2分)14與虛軸交點(diǎn)D(s)=s3+5s2+4s+K*-10=0列勞斯表s3K*10s130-K*令K*-30=0得K*=30，10輔助方程5s2+K-10=0得s=j2自動(dòng)控制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁自動(dòng)控制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第

5、頁共頁3分)30，K*K*，100302分)得分評(píng)卷人得(10012）試概略繪制系統(tǒng)開環(huán)幅相曲線（要求有計(jì)算過程）自動(dòng)控制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁自動(dòng)控制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁）利用奈氏判據(jù)判斷其穩(wěn)定性。解：K1-TT32-j(T+T)3()頻率特性G(J3)=12(j3T1)(j3T+1)(1+T232)(1+T232)12121分)起點(diǎn)：二0G(j0)=K終點(diǎn)：=G(j)=0Z-180。(2分)自動(dòng)控制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁令I(lǐng)mG(j)二0得二0即系統(tǒng)開環(huán)幅相曲線除=0處外與實(shí)軸無交點(diǎn)。(2分)2分)自動(dòng)控制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁自動(dòng)控制原理

6、試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁得分評(píng)卷人試設(shè)計(jì)五、計(jì)算題(本大題共1道小題，共20分)設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=Ks(s+1)個(gè)串聯(lián)校正裝置，使系統(tǒng)滿足如下指標(biāo)：()在單位斜坡函數(shù)輸入下的穩(wěn)態(tài)誤差九ss15()相角裕度丫45。；()截止頻率7.5s，i。c自動(dòng)控制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁自動(dòng)控制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁113分）自動(dòng)控制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁由401g=20lgKc得=3.9c,=90-arctg=14.4。(分)c選取相角超前校正，選=7.5（分）mc由101ga=40lgc由c1T=0.03Jac得a=13.5(2分)分）自動(dòng)控

7、制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁2分)1aTs10.4sGc(s)=話=TTO37校驗(yàn)：,=90。-arctg+arctg0.4-arctg0.03=66.8。ccc滿足系統(tǒng)要求。（2分）得分評(píng)卷人六、計(jì)算題（本大題共1道小題，共15分）試求下圖所示閉環(huán)離散系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)（z）R(s)G1(s)E(s)AB(s)G2（S）G3（S）解:B=G1(s)G2(s)-B*(s)離散化B*(s)=GG*(s)E*(s)-B*(s)自動(dòng)控制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁得B*(s)GG*(s)1_21+GG*(s)12E*(s)分)由E*(s)-B*(s)E*(s)G(s)C(s)離散化得E

8、*(s)，B*(s)E*(s)G*(s)C*(s)所以E*1+GG*(s)12G*(s)1C*(s)由R(s)G3(s)C*(s)E(s)離散化R*(s)，G*(s)C*(s)E*(s)G*(s)1+GG*(s)+G*(s)G*(s)1213R*(s)4分)閉環(huán)脈沖傳函(z)G(z)1+GG(z)+G(z)G(z)1213分)得分評(píng)卷人七、計(jì)算題(本大題共3道小題，共15分)非線性系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示，系統(tǒng)開始是靜止的，輸入信號(hào)r(t)41(t)。1)試寫出開關(guān)線方程；2)確定奇點(diǎn)的位置和類型3)作出系統(tǒng)的相平面圖。自動(dòng)控制原理試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第頁共頁解：()開關(guān)線方程e二2(分)(2)列寫微分方程如下：c(t)=m(t)2(t)+2e(t)-2m(t)=0|e(t)2整理得：