1、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)期末考試試卷（A卷）2010-1011學(xué)年第2學(xué)期 考試科目：自動(dòng)控制原理 考試類型：（閉卷）考試 考試時(shí)間：120 分鐘學(xué)號(hào) 姓名 年級(jí)專業(yè) 題號(hào)一二（1）二（2）二（3）二（4）二（5）二（6）二（7）二（8）二（9）總分得分評(píng)閱人可欣榮可欣榮可欣榮可欣榮可欣榮孔蓮芳孔蓮芳孔蓮芳孔蓮芳孔蓮芳得分一、填空題（本大題共14小題，每空1分，共25分）1、自動(dòng)控制是指在 沒(méi)有人參與 的情況下，利用控制裝置或控制器，使被控對(duì)象的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù) 按照預(yù)定規(guī)律 運(yùn)行。2、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求可以歸結(jié)為 穩(wěn) 、 準(zhǔn) 和 快 。3、控制系統(tǒng)按照使用的數(shù)學(xué)方法來(lái)分類，可分為線性系統(tǒng)和非線性系

2、統(tǒng)，其中線性系統(tǒng)滿足疊加原理，它有兩重含義，即具有 疊加性 和 均勻性 。4、系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，則，該系統(tǒng)為 I 型系統(tǒng)，其開(kāi)環(huán)增益為 40 。 5、線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是：閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的所有根均具有 負(fù)實(shí)部 ；或者說(shuō)，閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)均嚴(yán)格位于s平面的 左半平面 。6、二階系統(tǒng)根據(jù)阻尼系數(shù)的不同，其響應(yīng)形式不同，當(dāng)其階躍響應(yīng)為衰減振蕩曲線時(shí)，則阻尼系數(shù)的范圍是 （0,1） 。7、幅值裕度Kg的物理意義是：對(duì)于閉環(huán)穩(wěn)定的系統(tǒng)，如果系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益再增大Kg倍，則系統(tǒng)處于 臨界穩(wěn)定 狀態(tài)。8、一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)為T(mén)，反映系統(tǒng)的慣性，慣性越小，響應(yīng)過(guò)程越 快 。9、傳遞函數(shù)的零點(diǎn)距極點(diǎn)的距

3、離越遠(yuǎn)，該極點(diǎn)所產(chǎn)生的模態(tài)所占的比重 大 。10、兩個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)分別為、，其中 G1（S） 為最小相位系統(tǒng)。11、工程實(shí)踐中常用的校正方法有： 串聯(lián)校正 、 并聯(lián)校正 、復(fù)合校正。12、系統(tǒng)的帶寬反應(yīng)了系統(tǒng)對(duì)噪聲的濾波特性，同時(shí)也反映了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。 帶寬越寬 ，則系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)速度越快，對(duì)高頻噪聲的過(guò)濾能力 越差 。13、串聯(lián)滯后網(wǎng)絡(luò)主要是利用滯后網(wǎng)絡(luò)的 高頻幅值衰減 特性，使已校正系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)截止頻率下降，從而使系統(tǒng)獲得足夠的 相位裕量 。14、頻率法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校正，要求校正后系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)頻率特性具有：低頻段的增益滿足 穩(wěn)態(tài) 的要求；中頻段具有 較寬 的頻帶；高頻段要求幅值 快速衰減

4、 。得分二、分析題（本大題共9小題，共75分）1、在下圖所示的無(wú)源網(wǎng)絡(luò)中，已知，。試求網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)。（6分）解：2、試用結(jié)構(gòu)圖化簡(jiǎn)方法對(duì)下圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行化簡(jiǎn)，求出相應(yīng)的傳遞函數(shù)和。 （12分） 解：當(dāng)考慮R（s）輸入時(shí)當(dāng)考慮N（s）輸入時(shí)3、控制系統(tǒng)如下圖所示，求（10分）：1）使系統(tǒng)的阻尼比=0.5的Kt值， 2）并計(jì)算單位階躍響應(yīng)的性能指標(biāo)：超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間 (D= 0.05)。解：當(dāng)時(shí)，當(dāng)輸入為單位階躍輸入時(shí)，4、設(shè)潛艇潛水深度控制系統(tǒng)如下圖所示，試問(wèn)放大器增益應(yīng)取多大才可以保證系統(tǒng)穩(wěn)定？ （10分）解：系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為編制勞斯表如下：要使系統(tǒng)穩(wěn)定，必須：，即

5、5、已知單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)：，試求輸入分別為時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。（8分）解：?jiǎn)挝回?fù)反饋系統(tǒng)，其開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，是零型系統(tǒng)，不能跟蹤斜波輸入和加速度輸入，因此其穩(wěn)態(tài)誤差為無(wú)窮大。6、設(shè)單位反饋控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下，試概略繪制閉環(huán)根軌跡圖。（5分）解：根軌跡的概略曲線如下：MATLAB程序如下：z=-1,-1,-1p=-2,-2,-2k=1G=zpk(z,p,k)rlocus(G)7、試由下圖所示的對(duì)數(shù)幅頻漸近特性曲線，確定最小相位系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。（10分）解：由系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻漸近特性曲線寫(xiě)出其開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)形式如下：由于在點(diǎn)，對(duì)數(shù)漸近線過(guò)零，所以所以：8、已知開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的幅相曲線如下圖所示，試判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 （6分）解：有開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的幅相頻率特性曲線知，當(dāng)從0-到+，沒(méi)有逆時(shí)針包圍（-1，j0），而P=1，所以系統(tǒng)不穩(wěn)定。9、已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為：，試分析K（K0）的變化對(duì)截止頻率、相角裕度的影響（8分）解：其