1、自動(dòng)控制原理作業(yè) 1 試將下列系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖化簡(jiǎn)（本題10分） （說(shuō)明：本題考查對(duì) 第二章第三節(jié) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖化簡(jiǎn)及等效變換的掌握程度，該類題目有兩種求解方法。第一種求解方法可參見(jiàn)課本4447頁(yè)的例題2-11、2-12、2-13等。第二種方法可利用46頁(yè)公式2-82，兩種方法結(jié)果一樣。） 2.已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下，試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的開(kāi)環(huán)放大系數(shù)K的取值范圍。（本題10分） （說(shuō)明：本題考查對(duì) 第三章第一節(jié) 勞斯穩(wěn)定判據(jù)的理解和應(yīng)用，可參見(jiàn)課本67頁(yè)例題3-6。一樣的求解思路） 3.已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)。（本題20分） 1）試判斷該系統(tǒng)屬于幾型系統(tǒng)。 2）系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大系數(shù)

2、K是多少？ 3）試判斷該系統(tǒng)是否穩(wěn)定。 4）試求在輸入信號(hào)作用下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差是多少。 （說(shuō)明：本題考查對(duì)第三章第六節(jié) 穩(wěn)態(tài)誤差相關(guān)知識(shí)的理解和計(jì)算?？蓞⒁?jiàn)課本105頁(yè)表3-6的總結(jié)及例題3-16。） 4. 某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下，試求解以下性能指標(biāo)：峰值時(shí)間，調(diào)解時(shí)間，超調(diào)量。（本題15分） 5. 已知某系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，試?yán)L制系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性圖，要求畫圖標(biāo)明轉(zhuǎn)折頻率及斜率變化，必過(guò)點(diǎn)等必要數(shù)據(jù)，給出必要的計(jì)算過(guò)程與說(shuō)明。（本題15分） （說(shuō)明：本題考查對(duì) 第五章第四節(jié) 系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性的繪制要點(diǎn)，可參見(jiàn)課本213217頁(yè)，對(duì)繪制步驟有詳細(xì)的說(shuō)明，繪制要點(diǎn)是確定低頻漸近線斜

3、率、轉(zhuǎn)折頻率、及轉(zhuǎn)折后斜率的變化量?？蓞⒖凑n本作業(yè)題5-8。一樣的求解思路） 6. 已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，繪制該系統(tǒng)的根軌跡。（本題10分） （說(shuō)明：本題考查對(duì) 第四章第二節(jié) 系統(tǒng)根軌跡的繪制要點(diǎn)的理解，可參見(jiàn)課本141155頁(yè)的內(nèi)容和例題4-4,4-14等。） 7.簡(jiǎn)答題（本題20分） 1、為保證系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期控制效果，往往會(huì)在系統(tǒng)中增加校正裝置，常用的校正裝置主要有超前校正裝置，滯后校正裝置以及滯后-超前校正裝置3種。請(qǐng)簡(jiǎn)述這3種校正裝置的區(qū)別及各自對(duì)系統(tǒng)的校正作用。 答: 1.超前校正裝置的目的是改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)靜態(tài)性能不受損的前提下，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。通過(guò)加入超前校正環(huán)

4、節(jié)，利用其相位超前特性來(lái)增大系統(tǒng)的相位裕度，改變系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)頻率特性。一般使校正環(huán)節(jié)的最大相位超前角出現(xiàn)在系統(tǒng)新的穿越頻率點(diǎn)。 2.滯后校正裝置通過(guò)加入滯后校正環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益有較大幅度增加，同時(shí)又使校正后的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)保持原系統(tǒng)的良好狀態(tài)。它利用滯后校正環(huán)節(jié)的低通濾波特性，在不影響校正后系統(tǒng)低頻特性的情況下，使校正后系統(tǒng)中高頻段增益降低，從而使其穿越頻率前移，達(dá)到增加系統(tǒng)相位裕度的目的。 3.滯后-超前校正裝置適用于對(duì)校正后系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能有更多更高要求的場(chǎng)合。施加滯后-超前校正環(huán)節(jié)，主要是利用其超前部分增大系統(tǒng)的相位裕度，以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能；利用其滯后部分改善系統(tǒng)的靜態(tài)性能。 2、為了毫不失真地從采樣信號(hào)中恢復(fù)原連續(xù)信號(hào)，采樣的過(guò)程必須遵循香農(nóng)采樣定理，同時(shí)還必須用到零階保持器。請(qǐng)簡(jiǎn)述二者的概念并簡(jiǎn)要介紹零階保持器的作用。 答: 香農(nóng)采樣定理：為了不失真地恢復(fù)模擬信號(hào)，采樣頻率應(yīng)該不小于模擬信號(hào)頻譜中最高頻率的2倍。 零階保持器：是指實(shí)現(xiàn)采樣點(diǎn)之間插值的元件