自动控制原理考试试卷32套.doc

1、第 1 页 共 83 页自动控制原理试卷 A(1)1 （9 分）设单位负反馈系统开环零极点分布如图所示，试绘制其一般根轨迹图。（其中-P 为开环极点,-Z 为开环零点）2 （10 分）已知某系统初始条件为零，其单位阶跃响应为 ，试求系)0(8.1)(94tetht统的传递函数及单位脉冲响应。3.（12 分）当 从 0 到 变化时的系统开环频率特性 如题 4 图所示。 表示开环增益。jHGK表示开环系统极点在右半平面上的数目。 表示系统含有的积分环节的个数。试确定闭环系统稳定的Pv值的范围。K4 （12 分）已知系统结构图如下，试求系统的传递函数 )(,sRECReIm0K2,3pv（a）ReI

2、m0K2,pv（b）ReIm022,pv（c）题 4 图题 2 图1G23G5 CRE46第 2 页 共 83 页5 （15 分）已知系统结构图如下，试绘制 K 由 0+变化的根轨迹，并确定系统阶跃响应分别为衰减振荡、单调衰减时 K 的取值范围。6 （15 分）某最小相位系统用串联校正，校正前后对数幅频特性渐近线分别如图中曲线(1)、(2) 所示，试求校正前后和校正装置的传递函数 ，并指出 Gc（S）是什么类型的校正。)(,),(21sGsc7 （15 分）离散系统如下图所示，试求当采样周期分别为 T=0.1 秒和 T=0.5 秒输入时的稳态误差。)(123()ttr第 3 页 共 83 页8

3、 （12 分）非线性系统线性部分的开环频率特性曲线与非线性元件负倒数描述曲线如下图所示，试判断系统稳定性，并指出 和 G（j）的交点是否为自振点。)(1xN第 4 页 共 83 页自动控制原理试卷 A（2）1 （10 分）已知某单位负反馈系统的开环传递函数为 ，求该系统的单位脉冲响应和单)5(4)SsG位阶跃响应。2 （10 分）设单位负反馈系统的开环传递函数为 ，若选定奈氏路径如图（a） （b）所)0()3Ks示，试分别画出系统与图（a）和图（b）所对应的奈氏曲线，并根据所对应的奈氏曲线分析系统的稳定性。3 （10 分）系统闭环传递函数为 ，若要使系统在欠阻尼情况下的单位阶跃22)(nsG响

4、应的超调量小于 16.3%，调节时间小于 6s，峰值时间小于 6.28s，试在 S 平面上绘出满足要求的闭环极点可能位于的区域。 （8 分）4.（10 分）试回答下列问题：（1） 串联超前校正为什么可以改善系统的暂态性能？（2） 从抑制扰动对系统的影响这一角度考虑，最好采用哪种校正方式？5 （15 分）对单位负反馈系统进行串联校正，校正前开环传递函数 ，试绘制 K)12()SsG由 0+变化的根轨迹。若用角平分线法进行校正（超前） ，使校正后有复极点 ，求校正装j3置 及相应的 K 值。)()(cccPZSsG6 （15 分）已知最小相位系统的对数幅频特性曲线如下图所示（分段直线近似表示）第

5、5 页 共 83 页7 （15 分）题 7 图（a）所示为一个具有间隙非线性的系统，非线性环节的负倒幅相特性与线性环节的频率特性如题 6 图（b）所示。这两条曲线相交于 和 两点，判断两个交点处是否存在稳定的自持振荡。1B28 （15 分）某离散控制系统如下图，采样周期 T=0.2 秒，试求闭环稳定的 K1、K 2 的取值范围。（1）试写出系统的传递函数 G(s)；（2）画出对应的对数相频特性的大致形状；（3）在图上标出相位裕量 。题 7 图 (a)214stXKb1,题 7 图(b)0ImAN1RejGB2第 6 页 共 83 页自动控制原理试卷 A（3）1、 （10 分）已知某单位负反馈系

6、统的开环传递函数为 ，试求系统的单位脉冲响应和单)5(6)sG位阶跃响应。2、 （10 分）已知单位负反馈系统的闭环零点为-1，闭环根轨迹起点为 0，-2 ，-3，试确定系统稳定时开环增益的取值范围。3、 （10 分）已知系统的结构图如下，试求：（1） 闭环的幅相特性曲线；（2） 开环的对数幅频和相频特性曲线；（3） 单位阶跃响应的超调量 %，调节时间 ts；（4） 相位裕量 ，幅值裕量 h。4、 （10 分）题 4 图所示离散系统开环传递函数 的 变换为：10osGZ10ezzG试求闭环系统的特征方程，并判定系统的稳定性。注： 。72.e5 （15 分）最小相位系统用串联校正，校正前后对数幅

7、频特性渐近线分别如图中曲线(1)、(2) 所示，试求校正前后和校正装置的传递函数 ，并指出 Gc（S）是什么类型的校正。)(,),(21sGsc6 （15 分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为 ，试绘制 K 由 0+变化的2)1()(SKsG根轨迹，并确定系统阶跃响应为衰减振荡时 K 的取值范围。题 4 图RsCGo1T第 7 页 共 83 页7 （15 分）已知系统结构图如下图所示，试求传递函数 。)(,sREC8 （15 分）线性二阶系统的微分方程为 。试用直接积分法法绘制相轨迹，1)2(,0)1(ee并确定奇点位置和类型。第 8 页 共 83 页自动控制原理试卷 A（4）1 （9 分）

8、设单位负反馈系统开环零极点分布如图所示，试绘制其一般根轨迹图。（其中-P 为开环极点,-Z 为开环零点）3 （10 分）已知某系统初始条件为零，其单位阶跃响应为 ，试求系)0(8.1)(94tetht统的传递函数及单位脉冲响应。3 （10 分）系统闭环传递函数为 ，若要使系统在欠阻尼情况下的单位阶跃响应22)(nssG的超调量小于 16.3%，调节时间小于 6s，峰值时间小于 6.28s，试在 S 平面上绘出满足要求的闭环极点可能位于的区域。4 （8 分）已知一单位负反馈系统的开环传递函数为 ，画出其奈氏曲线并用奈氏判)1()(Ks据判定闭环系统的稳定性。5 （12 分）已知系统结构图如下，试

9、绘制 K 由 0+变化的根轨迹，并确定系统阶跃响应分别为衰减振荡、单调衰减时 K 的取值范围。第 9 页 共 83 页6 （12 分）某最小相位系统用串联校正，校正前后对数幅频特性渐近线分别如图中曲线(2)、(1) 所示，试求校正前后和校正装置的传递函数 ，并指出 Gc（S）是什么类型的校正。)(,),(21sGsc7 （15 分）题 6 图示采样系统的结构框图。已知采样周期 T=1 秒。（1）求使系统稳定的 k 值；（2）当 k=1 时，求系统的单位阶跃响应（3）求单位阶跃扰动下的稳态误差。8 （12 分）已知系统结构图如下，试求系统的传递函数 。)(sRCskseT1R T C题 6 图题 7 图1G23GsCsR4H2H第 10 页 共 83 页9 （12 分）非线性系统线性部分的开环频率特性曲线与非线性元件负倒数描述曲线如下图所示，试判断系统稳定性，并指出 和 G（j）的交点是否为自振点。)(1xN