課程教學(xué)

大綱編號：100102

課程名稱：自動控制原理學(xué)分4.5試卷編號：100102045

考試方式：閉卷考試考試時間:12()分鐘總分值分值：l(X)

組卷年月：2000/5組卷教師：向崢嶗審定教師；陳慶偉

一.(10分)簡答題

1.開環(huán)穩(wěn)定的系統(tǒng)，閉環(huán)后是否一定穩(wěn)定?試舉例說明之。

2.試述靜態(tài)加速度誤差的系數(shù)勺的定義，并說明其量綱.對于二型系統(tǒng)，當輸入加速度信

號時,其穩(wěn)態(tài)誤差是多少?該誤差是位置誤差還是速度誤差,還是加速度誤差？

■.(6分)

設(shè)系統(tǒng)的脈沖過渡函數(shù)如下,試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù).g(t)=0.0l25e-,25f

三,(8分)

一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖,試求傳遞函數(shù)3,竺1,殷2、旦2。

R(s)N(s)R(s)N(s)

四.(10分)

設(shè)單位反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(sJ=而篇試求：

1.k多大時阻尼比J=0.5;

2.單位階躍響應(yīng)的調(diào)整時間、3=0.05)和超調(diào)量O%;

3.系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的表達式.

五.(6分)

系統(tǒng)的特征方程如下，試判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性.

1.s3+20s2+9s+100=02.3S4+10S3+5S2+S+2=0

六.（10分）

在如下圖的控制系統(tǒng)中，設(shè)中）=0,〃⑺=2*IQ）,試問在擾動作用點之前的前向通道中

引入積分環(huán)節(jié)L對穩(wěn)態(tài)誤差4s有何影響？在擾動作用點之后引入積分環(huán)節(jié)1,結(jié)果又將如

ss

何？

七.（15分）

控制系統(tǒng)如圖；

1.試根據(jù)系統(tǒng)的根軌跡,分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性;

2.估算＜r%=16.3%時的k值.

C(s)

k

(55s+1，T->

八.（10分）

某系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G/S=s（s+j：s+10）'求增益裕度和相角裕度。

九,（10分）

單位負反應(yīng)最小相位系統(tǒng)的開環(huán)折線對數(shù)幅頻特性如圖，求出：

Go(s);2.畫出開環(huán)對數(shù)相頻特性趨線;

3.求出開環(huán)比例系數(shù)和截止角頻率外。

十.（15分）

設(shè)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=-------------,

5（5+1X0.25+1）

1.證明系統(tǒng)是不穩(wěn)定的；

2.現(xiàn)采用G/sX戰(zhàn)三的校正裝置對系統(tǒng)進行串聯(lián)校正，試問校正后系統(tǒng)能否滿足相角

裕度7N4（r,截止頻率3c之0.2“/s/的要求,試用Bode圖加以分析和論證。

3.試畫出實現(xiàn)Gc⑸的無源RC網(wǎng)絡(luò)。

課程名稱：自動控制原理學(xué)分4.5教學(xué)大綱編號：100102

試卷編號：100102045考試方式:閉卷考試總分值分值1式考試時間:120分鐘

一.（10分）簡答題

略

二.（6分）

0.0125

G(s)=

s+1.25

三.（8分）

C(s)二G&C(S)=G2E(S)_]E(s)_G2H

=

R(s)\+G}G2HN(s)1+G|G2HR⑸=1+G&HN(s)\+Gfi.H

四.（10分）

k

的⑸二GJ

G「=/C2g嗎=104=0.5

咻=10k=100

(2)o%=ex100%=16.3%

x—=0.6秒△=0.05

g.

1nt2

(3)c(t)=1——,e~^sin(cvn-Jl-<?1+arccos^)

=1=1.1552-"si”8.66￡+60°)

王.(6分)

(1)穩(wěn)定；(2)不穩(wěn)定，系統(tǒng)在右半［s］平面有兩個閉環(huán)極點。

六(15分)

解：

k卜”

G(s)=——-—-=,k*=16k

(0.5s+17fs-i-2/

漸近線(pa=(2卜+1加=±^,±—=-2

444

可以證明該系統(tǒng)的根軌跡與漸進線重合。

因為設(shè)S=&是軌跡上任意一點，那么帶入相角方程出0+2=(2人+1，〃

得/s)+2=(2k”=g)a又5的任意性，故重合。

4

(1)穩(wěn)定性分析，由圖知軌跡與虛軸的交點也。=士J2

k*

止匕處'=1V=64k=4

(s+2「o-y-

故穩(wěn)定域0vkv4

(2)O%=16.3%有4=0.5作8=6()。與軌跡交：

s,=-0.73+J1.27有對稱性s2=-0.73-j\.27

k*=|f-0.73+jl.27+2；4|=10.41

此時內(nèi)

k=——=0.65

16

對應(yīng)S|s2的S3Sj為

s3=-3.27+j1.27s4=-3.2/-力.27

七.（10分）

7=47。（相角裕度）;h=2O.8db(增益裕度)