東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院總分題號(hào)一二三四五六七八九十得分自動(dòng)控制原理總分題號(hào)一二三四五六七八九十得分一、（30分）回答下列各題1、自動(dòng)控制系統(tǒng)由哪些基本環(huán)節(jié)組成？各環(huán)節(jié)的功能是什么？（10分）答：控制對(duì)象或調(diào)節(jié)對(duì)象——要進(jìn)行控制的設(shè)備或過程。被控制量達(dá)到所要求的數(shù)值。理量。2、傳遞函數(shù)適合哪類控制系統(tǒng)？如何定義？（10分）答：傳遞函數(shù)適合線性連續(xù)系統(tǒng)。其定義為：零初始條件下，輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。3、通常有哪幾種減小穩(wěn)態(tài)誤差的途徑？（10分）答：增大系統(tǒng)開環(huán)增益或擾動(dòng)之前系統(tǒng)的前向通道增益。在系統(tǒng)的前向通道或主反饋通道設(shè)置串聯(lián)積分環(huán)節(jié)。采用串級(jí)控制抑制內(nèi)回路擾動(dòng)。二、（20分）已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，試化簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)圖，并求出系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)和閉環(huán)課程名稱：自動(dòng)控制原理 1傳遞函數(shù)以及誤差傳遞函數(shù)。圖1解：開環(huán)傳遞函數(shù)WK

(G1

G)(G2

G)4閉環(huán)傳遞函數(shù)W

(GG)1 2B 1(G1

G)(G2

G)4誤差傳遞函數(shù)We

11WK三、（20分）已知一單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為其單位階躍響應(yīng)曲線如圖2所示，圖中的 ， 。試確定系參數(shù) 及值。圖2解由圖2可知課程名稱：自動(dòng)控制原理 2 1 12m11 x x() 1.251 %解得 0.42.285n

m 100% 100%25%x() 1

100%本系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)整理為W(s)K

K 1ssn與標(biāo)準(zhǔn)形式Ws 2n

相對(duì)比k ssn K K22.2852得 n得 1 20.42.285 n K 2.856解得

K0.547四、（20分）試?yán)L制下列環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)頻率特性。(1)(2)

s

s1解：(1)W(s) 3 3s20 20 s20

Wj

j 133 3320 j 120課程名稱：自動(dòng)控制原理 33 3 20 20 arctanarctan3 20L20lg

320lg20

21

2 交接頻率為1

3,2

20。對(duì)數(shù)幅頻特性分為三段：01

，高度為20lg3的水平線；201

，特性斜率為20dB/dec；，特性斜率為0dB/dec。2相應(yīng)的對(duì)數(shù)頻率特性繪于圖3。（1）的對(duì)數(shù)頻率特性(2)W(s)

s0.2 105ss(s0.02)s50s

Wj10 1j50110

21 9052190

arctan

arctan50L2020lg20lg 2120lg 521交接頻率為1

0.02，2

0.2。當(dāng)1時(shí)，L2020lg20，過此點(diǎn)可確定低頻段漸近線的位置。課程名稱：自動(dòng)控制原理 4對(duì)數(shù)頻率特性分為三段：0，斜率為-20dB/dec（或簡(jiǎn)化表示為1），延長線過L20；11，斜率為-40dB/dec；12，斜率為-20dB/dec。2相應(yīng)的對(duì)數(shù)頻率特性繪于圖4。（2）的對(duì)數(shù)頻率特性五、（10分）已知系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性如圖3所示，試判斷閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。圖中為系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)在右半平面的極點(diǎn)數(shù)。P=1 二型系統(tǒng)（a） （b）解：由圖（a）知：課程名稱：自動(dòng)控制原理 5P1，