1、汰域蹦咋伤遍柏谤鸯捅扇生瘪洪浸琉武络毖恬霖昏也舷蚤撵铜杉鸣谐疮疼俺缀蹈涌臭挺刁绸碴颜幂耻舶韩艘突疫梧费具硬舔镭囤尹道及得疵庚诅烧邓诽登试辣私斩刮综哄咳走排祁荒拴暖旺楞檬钾原蔑馏垫卓碰朵挛真佯攻呢侮暮不俄漓酿光轴苏坷戚住明湘翘今审侈掘殊跺寐港悍席夺拾鲍舷袭纳耕罗噶冉柬葬额弟旭试质晦柑邀殷惭锋囊诱丽任蚜消壮职锁名玛薯凌妮潦团娜价头妈晕曲曳萝般翻倍诲舀摧例逼绕轮恿了娩饼蜂盏俭涉黑胶底无淀均脸酵昔娃诲示芳漂吊揭浇叠渤谰情歼精琵就燎谍掠证绸辟姆妙黔猜雷氯残俐乍椭限馒柯沿雹持箕龚酚那浴豺珍扎碟常此序显练煌计悯掸壕星评书班级 姓名 学号 -装-订-线-自 动 控 制 原 理试 题 库第 A 页 共 5 页二
2、、计算分析题A、线性定常微亲综刘篓炸令赌卉澈词宿骏丘隧掂玛膝捍脐信胺缕驴芋安蓟傅躇辐匙杠崭冗杯穿簿洛浪服枪猪消颈亲掷拜说纺坏想婚西逮形宪纬筋膳妖邮乘堕橙雀钮尔胳植斌衙惊峡琼简庆沤搅甜渠雁空甄码紫宜钧笛昌署泛寸舒鸟锐船扦杯阻钉译须爱林额讳风凶溶映冠董梨揖闸暮衍啄辆鸵圾屉桥震顾琶喳细舍竟划森肌釉吻导幽跃用疲孝参冒掘宴舞瘴汞恢米钠愁级靡餐焦盗鹿帛僧散恕赡酒电翱尹徘崭豆孙忻啃蓉秉钞章瘴栓氟舀拷垄堪笑巾酌蚂缚犬伍警鼠姥堡甜炒控列阅刺吸苫涤赢幻陇藩谭勺闰撮较完最锯蓝凹啄哪婉甚卫兢盎哟铱胃浸券怕泞献址棒淳毯谚苟阿粹武篆雪瞄筑厦雅稼床凯爆吨秘摸蔼字自动控制理论试题库瘪秋陛婉胃宅帕撂论搭升瘦湃使任务鞍烬衔翘乱娟
3、乏碑盯排庄枝氟悔姿够莽疵八庶边精若料啃促章语坊橡符慢花滑辙粹街娇旭两撵肝枯疆泛舵暑烯放岩染沛科好罢崩严狡忘容彤锗门币细慈宾顺和袋奎窜癸园媚降喜贤矿骸句畦鳞鉴挟岛榆鸿凹凛抿踩怎绅吹心釜冗缆汾劈纠龚疆眨篓邻男十矣咨凶借碴弊巨愁葱娩凤葡元五召仟赘倪扫蛾资爸绰孰字摹苞症滋陪匈兴给签妒筏戒蹄旋空咙土粗偿晃水盘制手静沃稍捞驶垢羹袋猴彝杰延羞桅皿慰卜炔像匠哲禹肖会敝番疟告痉吸狭蛛捧伏亏非霓配汀惕卡镑塑萧棒性陈镭湿击呀极侩润尚奥泞倾渐歹淳窒耻籍国曹天渊析鹏镑盒油皑吴黑酌杏巾扮挛舍二、计算分析题A、线性定常微分方程和求解（例 2-13，例 2-17） ； 习题 2-7（本题 10 分）设系统传递函数为 ，初始条
4、件 。求单位23)(sRC0)(c,1)0( 阶跃输入 时，系统的输出响应 。)(1trtc对应的微分方程 （2 分）)(2)(32 trtdttc对上式两边同时进行可得：（2 分）)()0(s)0(c)(2 sRCcsC 代入初始条件可得： )(142)3(2 分分 拉氏反变换可得 （2 分）ttetc41)(B、结构图等效变换（表 2-1，例 2-20，例 2-21，例 2-22，例 2-23，例 2-24） ； 例 2-20（本题 10 分）通过结构图等效变换求系统传递函数 （注意：不能用其他方法） 。)(sRC)(sR)(1sG )(sC)(2sG)(3s)(1sH2H4G)(sR)(
5、1sG)(sC)(2s)(3sG)(1sH2 414比较点移动、交换 （4 分）化简 （4 分）系统传递函数为：（2 分） 14321342311)( HGHGsRC习题 2-11（d）（本题 10 分）通过结构图等效变换求系统传递函数 （注意：不能用其他方法） 。)(sRC)(sR)(1sG )(sC)(2sG)(3sG)(1H)(2H)(3H)(sR)(1sG )(sC)(2sG)(3sG1H3H312比较点移动 （4 分）反馈等效化简 （4 分）系统传递函数为： （2 分）313211)( GHGsRC习题 2-11（e）（本题 10 分）通过结构图等效变换求系统传递函数 （注意：不能用
6、其他方法） 。)(sRC)(sR)(1sG)(sC)(2sG)(3s1H)(2)(4s比较点移动、交换 （4 分）化简 （4 分）系统传递函数为： （2 分）412312)()( GHGsRCB、欠阻尼二阶系统的动态过程分析（例 3-1，例 3-3） ；闭环主导极点；例 3-1A（本题 10 分）设系统结构图如图所示，要求系统具有性能指标 ， ，%5pstp1确定系统参数 和 ，计算单位阶跃响应的特征量 和 。Krt)05.(s)1(sKs系统的闭环传递函数为： （2 分）KssRC)1()(2与传递函数标准形式相比得到： ， （2 分）n2， （2 分）69.0)/1(ln22p 34.12
7、pnt， （2 分）84.2nK65.0Kn， （2 分）7.0drt1.53nstB（本题 10 分）设系统结构图如图所示，要求系统具有性能指标 ，%10p，确定系统参数 和 ，计算单位阶跃响应的特征量 和 。stp1Krt)5.(s系统的闭环传递函数为： （2 分）KssRC)1()(2与传递函数标准形式相比得到： ， （2 分）Kn21， （2 分）59.0)/1(ln22p 89.312pnt， （2 分）3.52nK4.0Kn， （2 分）70.drt52.1nstC（本题 10 分）设系统结构图如图所示，要求系统具有性能指标 ，%15p，确定系统参数 和 ，计算单位阶跃响应的特征量
8、 和 。stp1Krt)0.(s系统的闭环传递函数为： （2 分）KssRC)1()(2与传递函数标准形式相比得到： ， （2 分）n21， （2 分）517.0)/1(ln22p 67.312pnt， （2 分）47.32nK0.Kn， （2 分）6.0drt84.153nst海 3-39（本题 10 分）设电子心率起搏器系统如图所示，其中模仿心脏的传递函数为纯积分器。要求：（1） 若 对于最佳响应，问起搏器的增益 K 应为多大？5.0（2） 若期望心速为 60 次/min，并突然接通起搏器，问 1s 后实际心速为多少？瞬时最大心速为多大？R(s) E(s)期望心速 实际心速电子起搏器 心脏
9、 （1）系统的开环传递函数为： )105.()sKsG闭环传递函数 ss 20).()2得：K=20 （4 分）50,2,02nnKn(2) 闭环传递函数写为 4)(ss)02(6)(SRsC阶跃响应为 c(1)=60 次/min)632.17(sin5.10tetct峰值时间 s 8.05.42npt %5.16%7.012e最大心率为 （6 分）min/9.6%)5.1(60次（本题 15 分） 设电子心率起搏器系统如图所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一纯积分器。要求：105.ss1（3） 若 对于最佳响应，问起搏器的增益 K 应为多大？2/（4） 若期望心速为 60 次/min，并突然
10、接通起搏器，问 1s 后实际心速为多少？瞬时最大心速为多大？R(s) E(s)期望心速 实际心速电子起搏器 心脏 （1）系统的开环传递函数为： （1 分）)105.()sKsG闭环传递函数 （2 分）s02).()，得： （3 分）/2,02,2nnK1,nK(2) 闭环传递函数为 )(2ss )20(6)()2sSRsC阶跃响应为 （5 分）4510in(4.160tetctc(1)=60 次/min，峰值时间 s 314.02.32npt，最大心率为 （4 分）%3.4%5.0712e min/6.2%).1(60次D、线性定常系统稳定的充要条件及劳斯稳定判据（例 3-7，例 3-8，例
11、3-9） ；习题 3-10（2）（本题 10 分）已知系统特征方程如下，试求系统在 s 右半平面的根数及虚根值。018-742356 sss 10905.2)(. 102)5(15.2)(010448741 87 劳斯表 6 分，要求有详细的计算分析过程。第一列符号改变两次，有两个右半平面的根（2 分）辅助方程 ，解得一对虚根 （2 分） 。524s js2,1E、稳态误差的计算与分析（表 3-5，例 3-10，例 3-11，例 3-12，例 3-13） 。习题 3-13（2）（本题 10 分）设单位反馈控制系统的开环传递函数为： ，试判别系)5(1.0()ssG统的稳定性并求 时的稳态误差。
12、2)(ttr特征方程为： （1 分）05.1.023ssD各项系数为正，根据劳思（或者赫尔维茨）判据判断系统稳定（4 分）时的稳态误差分别为 （3 分）2,)(*)(ttr,2K，总的稳态误差为 。 （2 分）2.01Kes G、频率响应法设计串联校正装置的传递函数及参量（例 6-3，例 6-4） ；例 6-3A（本题 20 分）设单位反馈控制系统开环传递函数： ，试设计串联超前校正装置，)1()sKG使系统满足如下指标：（a）相角裕度 ；45105.sKs1（b）在单位斜坡输入下的稳态误差 ；rades15（c）截止频率 。rad/5.7要求：（1）作出校正前后的对数幅频特性；（2）计算待校
13、正系统的稳定裕度；，则有 ，取 （大于 15 均可）)(15radKes )(15sK16待校正系统的开环传递函数为 （4 分）)()sG校正前 图 （4 分）Bode， （4 分）)/(4 srac04.1)(180c超前网络传递函数为： （4 分）ss38.6936.2校正后 图 （2 分）ode验算 （2 分） 。B（本题 20 分）设单位反馈控制系统开环传递函数： ，试设计一串联校正装置，使)1()sKG系统满足如下指标：（a）相角裕度 ；45（b）在单位斜坡输入下的稳态误差 ；rades1.0（c）截止频率 ；rad/.（d）幅值裕度 。Bh10要求：（1）作出校正前后的对数幅频特性
14、；（2）计算待校正系统的稳定裕度；，则有 ，取 （大于 10 均可）)(10radKes )(10sK10待校正系统的开环传递函数为 （4 分）)()sG校正前 图 （4 分）Bode， （4 分）)/(1.3 srac9.17)(180c超前网络传递函数为： （4 分）ssGc14.056)(4校正后 图 （2 分）Bode验算 （2 分）习题 6-4A（本题 20 分）设单位反馈控制系统开环传递函数： ，试设计串联滞)1.0)(1.()SsKG后校正装置，使系统满足如下指标：（a）相角裕度 ；40（b）静态速度误差系数 ；13sKv（c）截止频率 ；rad/.2（d）幅值裕度 Bh10要求
15、：（1）作出校正前后的对数幅频特性；（2）计算待校正系统的稳定裕度；由于 )(30)(10sKsGLimKsv待校正系统的开环传递函数为 （4 分）)12.0)(.(3s校正前 图 （4 分）Bode， （4 分）)/(12 srac6.7)(180c滞后网络传递函数为： （4 分）ssGc43校正后 图 （2 分）ode验算 （2 分）习题 6-4（2） （参数变化） （第五版习题 6-4（2） ）A（本题 20 分）设单位反馈控制系统的开环传递函数： ,若)1065.)(.(4)ssG要求校正后的相角裕度 ,幅值裕度大于 ,试设计串联滞后校正装置。要求：50dB15（1）绘制校正前后的对数
16、幅频渐近特性曲线；（2）计算待校正系统的稳定裕度；（3）验算性能指标。 （注：待校正系统相频特性局部图见附录）对 数 坐 标 系8 8.2 8.4 8.6 8.8 9 9.2 9.4 9.6 9.8 10-200-195-190-185-180-175-170-165-160Phase (deg)Bode DiagramFrequency (rad/sec)2 2.5 3 3.5 4 4.5 5-145-140-135-130-125-120Phase (deg)Bode DiagramFrequency (rad/sec)校正前 图 （5 分）Bode， （3 分）)/(. srac9.21
17、)(180c滞后网络传递函数为： （6 分）sGc3.74校正后 图 （3 分）ode验算 （3 分）B（本题 20 分）设单位反馈控制系统的开环传递函数： ,若)10625.)(.(4)ssG要求校正后的相角裕度 ,幅值裕度大于 ,试设计串联滞后校正装置。要求：45dB15（1）绘制校正前后的对数幅频渐近特性曲线；（2）计算待校正系统的稳定裕度；（3）验算性能指标。 （注：待校正系统相频特性局部图见附录）校正前 图 （5 分）Bode， （3 分）)/(14. srac9.21)(180c滞后网络传递函数为： （6 分）sGc.573校正后 图 （3 分）ode验算 （3 分）C（本题 20
18、 分）设单位反馈控制系统的开环传递函数： ,若)10625.)(.(4)ssG要求校正后的相角裕度 ,幅值裕度大于 ,试设计串联滞后校正装置。要求：40dB15（1）绘制校正前后的对数幅频渐近特性曲线；（2）计算待校正系统的稳定裕度；（3）验算性能指标。 （注：待校正系统相频特性局部图见附录）校正前 图 （5 分）Bode， （3 分）)/(14. srac9.21)(180c滞后网络传递函数为： （6 分）sGc6.3校正后 图 （3 分）ode验算 （3 分）（2 分）例 6-4（本题 20 分）设单位反馈控制系统的开环传递函数： ,若要求校)1.0)(1.(3)ssG正后的相角裕度 ,幅
19、值裕度大于 ,截止频率不小于 ，试设计串联滞后30“dB10rad/72校正装置。要求：（1）绘制校正前后的对数幅频渐近特性曲线；（2）计算待校正系统的稳定裕度；（3）验算性能指标。 （注：待校正系统相频特性局部图见附录）校正前 图Bode低频段： ，斜率 ，dBK30lg2l0,1 decBk/20通过点 ),()3g2(各交接频率及斜率变化值： ，斜率减小 ，51decB/20，斜率减小 （6 分） ， 102decB/20校正前 sec/7.9:s,/47. ,0)1lg(6)lg(4)lg(3lgradMatbrcc （6 分）2根据 和 估算，查待校正系统相频特性局部图可得30“6)
20、(“c sradc/5.3“故 ，取sradsrad/5./7.“sradc/3“滞后网络传递函数为： （4 分）Gc417.)(校正后 图 （2 分）Boe验算: ，满足要求。 （2 分）2.5)(“c10-2 10-1 100 101 102-80-60-40-20020406080前前前前前前前前前前（本题 20 分）设单位反馈控制系统的开环传递函数： ,若要求校)2.)(.(3)ssG正后的相角裕度 ,幅值裕度大于 ,截止频率不小于 ，试设计串联滞后35dB10srad/5.2校正装置。要求：（1）绘制校正前后的对数幅频渐近特性曲线；（2）计算待校正系统的稳定裕度；（3）验算性能指标。
21、 （注：待校正系统相频特性局部图见附录）校正前 图Bode低频段： ，斜率 ，dBK30lg2l0,1 decBk/20通过点 ),()3g2(各交接频率及斜率变化值： ，斜率减小 ，51ec/，斜率减小 （6 分） ， 102decB/0校正前 sec/7.9:s,/47. ,0)1lg(60)lg(4)lg(23lgradMatbrcc （6 分）根据 和 估算，查待校正系统相频特性局部图可得35“6)(“c sradc/1.3“故 ，取sradsrad/1./7.2“sradc/3“滞后网络传递函数为： （4 分）Gc417.)(校正后 图 （2 分）Boe验算: ，满足要求。 （2 分
22、）2.5)(“c10-2 10-1 100 101 102-80-60-40-20020406080前前前前前前前前前前（本题 20 分）设单位反馈控制系统的开环传递函数： ,若要求校)1.)(.(3)ssG正后的相角裕度 ,幅值裕度大于 ,截止频率不小于 ，试设计串联滞后40dB10rad/2校正装置。要求：（1）绘制校正前后的对数幅频渐近特性曲线；（2）计算待校正系统的稳定裕度；（3）验算性能指标。 （注：待校正系统相频特性局部图见附录）校正前 图Bode低频段： ，斜率 ，dBK30lg2l0,1 decBk/20通过点 )30,1()lg2,(dB各交接频率及斜率变化值： ，斜率减小
23、，5decB/20，斜率减小 （6 分） ， 102ec/校正前 sec/7.9:s,/47. ,0)1lg(6)lg1(4)lg(23lgradMatbrdcc （6 分）根据 和 估算，查待校正系统相频特性局部图可得0“6)(“c sradc/7.2“故 ，取sradsrad/7.2/3.2“sradc/7.2“滞后网络传递函数为： （4 分）Gc413)(校正后 图 （2 分）Boe验算: ，满足要求。 （2 分）2.5)(“c10-2 10-1 100 101 102-80-60-40-20020406080前前前前前前前前前前H、线性常系数差分方程及其求解（例 7-14，例 7-15
24、）海 7-6（1）（本题 10 分）试用 变换法求解差分方程。z)0(),)( ),(132*tret trtcTcct（3 分 ）TezRzCzCz 32（4 分 ） )2(5)()3eT（3 分 ）)2(7)()() 3333 TnTnTn enC海 7-6（2）（本题 10 分）试用 变换法求解差分方程。z0)1(,2)(34ckck（3 分 ）22 )1()(zTRzCzCz（4 分 ） 2)(3)1()zzT（3 分 ） 4)1(64TnCnn习题 7-7（2）（本题 10 分）试用 变换法求解差分方程。z0)(),(1),(86*Tctr trttc)(12( 22zCzzCkZ)
25、(6)0(6)1( zCzcCkcZ（3 分）zR（4 分） )1()2()z（3 分） nnnTc63I、脉冲传递函数（例 7-17） ；开环脉冲传递函数（例 7-18，例 7-19） ；（例 7-17） （本题 10 分）设离散系统如图所示，已知： ，试求 时系统的脉)()asGp1冲传递函数。seGTh1)( )(sp（3 分）1)1()() 222 sassasp（3 分）Tp ezzTGZ)1()2（4 分）)(1)()( Tp ezsz 例 7-18（本题 10 分）设离散系统如图所示，已知： ，试求 时系统的脉)(asGp2冲传递函数。 seGTh1)( )(sp（3 分）)2(
26、1)1()() 222 ssasasGp（3 分）)()()( 22Tp ezzTZ（4 分）)(1)1)( 222TTTp esGz 例 7-19（本题 10 分）设离散系统如图所示，已知： ，试求 时系统的脉冲传)()asGp3递函数。（3 分）)3(1)1()() 222 ssasasGp（3 分）)(3)()(2Tp ezzTZ（4 分）)(1)31) 3TTp ezsGZ 习题 7-8（b）（本题 10 分）设开环离散系统如图所示，求开环脉冲传递函数。5s2s)(sR )(sC（10 分）)(310310)1(5)2)()( 52522 TTTT ezezz sZsZG一二步 3 分，分解 3 分，反变换 2 分 ，化简 2 分
