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自控原理答案
自控原理+答案
宝鸡文理学院试题 课程名称自动控制原理 适 用时间 大二第二学期 试卷类别 一 适 用专业自动化 一、填空(每空2分,共20分) Thewordcontrolisusuallytakentomean
(1).Controltheoryitselfhastwocategories,theyare
(2).Bydefinition,the(3)ofacomponentorsystemistheratioofthetransformedoutputtothetransformedinput.Intimedomain,thethreebasicperformancecriteriaforacontrolsystemare(4)and(5).The(6)criterionisamethodfordeterminingcontinuoussystemstability.The(7)techniqueisagraphicalmethodofdeterminingthelocationoftherootsofthecharacteristicequationasanysingleparameter,suchas(8),isvariedfromzerotoinfinity.InBodeplot,themagnitudeMindB,isplottedagainstfrequencyon(9)paper.Thesoftwaretoolofthecontrolsystemyouhaveknownis(10). 二、(10分)已知某系统结构图如下,求其闭环传递函数C/R。
三、(15分)已知单位反馈系统,开环传函为G=K/[S],要求单位阶跃函数作用时,超调量为16%,调节时间为7,求K,T。
四、(15分)已知单位反馈系统,开环传函为G=k(S+1)/[S(S+1/2)2],试绘制k从零趋近于无穷大时的根轨迹。
五、(20分)已知最小相位系统开环频率特性的伯德图,要求满足图中的穿越频率wc且不改变原系统的稳态精度。
判断采用何种形式的串联校正。
画出校正后的对数渐近幅频特性曲线。
画出校正环节的对数渐进幅频特性曲线。
小结用频率法进行超前校正的主要步骤。
六、(10分)已知线性元件的频率特性及非线性元件描述函数有关的曲线,两者串联起来构成一单位反馈系统图示,判断系统是否存在自振。
七、(10分)某离散系统的闭环脉冲传递函数为G=(+)/(z2++3),判断该系统的稳定性。
112 宝鸡文理学院试题 课程名称自动控制原理 适 用时间 大二第二学期 试卷类别 一 适 用专业自动化 113 宝鸡文理学院试题 课程名称自动控制原理 适 用时间大二第二学期 试卷类别 二 适 用专业自动化 1.
(1)Givenasystemasfollowingdiag.,input---X(s),output---Y(s).howmanyforwardpathsandhowmanyfeedbackloopsarethereintheblockdiagram。
+1/sK1S?
1+++X(s)Y(s)-+++1/sK2S?
1
(2)solvethetransferfunctionC(z)/R(z)infollowingdiag.system.r(t)c(t)G(s)H2(s)H1(s)2.Givenasystemasdiag.(a),itsunitstepresponseisshownindiag.(b),solve K1、3.Givenaunitfeedbacksystem,itsopen-looptransferfunctionis K2anda。
114 宝鸡文理学院试题 课程名称自动控制原理 适 用时间大二第二学期 试卷类别 二 适 用专业自动化 prove:
itspartrootlocusisacirclewhenkis0toinfinity.4.
(1)somesystem,itsopenlooptransferfunctionisG(s)H(s)?
stabilityusingfrequencydomainmethod.
(2)whensystemopenlooptransferfunctionisG(s)H(s)?
K(T1s?
1)(T2s?
1),K,T1,T2>0,illustrateclosedloop 10(5s?
1)(10s?
1),checkclosedloopsystem systemstabilityusingNyquistcriterion.5.threeminimumphasesystemⅠ、Ⅱ、Ⅲ,theiropen-loopbodediag.isasfollowing
(1)comparetheirts,б%whentheinputisaunitstep;
(2)comparetheiresswhentheinputisaunitramp; (3)comparephasemarginandamplitudemarginofsystemⅠ、Ⅱ。
6.Anon-linearcontrolsystemwithsaturationisshownasfollowingdia.thedescriptionfunction ofsaturationnon-linearityisN?
systemstable,solveK1. 7.selecttheappropriateanswertothefollowingquestions:
aunitfeedbacksystem,itsopentransferfunctionisG(s)?
steady-stateerroris. 0 ∞ 100aseriescorrectiontransferfunctionisGc(s)?
s?
?
110000(s?
1)(5s?
1)s(s?
4s?
100)22,whentheinputis t22,its ,itisakindof() lagcorrection leadcorrectionlag-leadcorrection (4)proportioncorrectionifweexpressindB,itsvalueis()dB. 3 -3-60 60 100(?
1)(?
1)asystem’stransferfunctionisG(s)?
itspolesare(is) (s?
1)(?
1)10,100 -1,-1000(3)1,1000-10,-100asystem’stransferfunctionisG(s)?
110s?
1,thevalueofitsunitpulseresponseis()whent=0. 0 ∞ 1 asecond-ordersystem’sdampedratiois2,itsstepresponseis
(1)oscillationdivergentmonotonousattenuating oscillationattenuatingconstantamplitudeoscillationthelargerthecut-offfrequency,
(1)thebettertheanti-disturbancecapacitytohighfrequencysignal.
(2)theshorteritstransientresponsetime.(3)Theworseitsresponsespeed.(4)thesmalleritssteady-stateerror. inordertoimprovesecond-ordersystemstability,wecan increase?
ndecrease?
nincrease?
decrease?
thestabilitydependsonasystem’sdisturbance. theactingpointofthedisturbance.poles’position.input. accordingtothegivenphasemargin,weknowsystem()hasthebeststability. ?
1?
70?
?
2?
?
50?
?
3?
0?
?
4?
30?
2
(1)Givenasystemasfollowingfigure1,Solveitsclosed-looptransferfunction。
figure1 figure2 c(t)r(t)G(s) H2(s)H1(s) 116
宝鸡文理学院试题参考答案与评分标准 课程名称自动控制原理 适 用时间 大二第二学期 试卷类别 七 适 用专业自动化 一、填空题1.开环控制方式闭环控制方式2.稳定性快速性准确性 3.零初始条件下系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比4.(0,1) 5.具有负实部或位于s左半平面 6.系统型别开环增益输入信号的形式和幅值 7.开环系统某一参数从零变化到无穷时,闭环系统特征方程式的根在s平面上变化的轨迹。
8.积分环节或者微分环节的数目 9.超前校正滞后校正滞后-超前校正 10.正弦输入信号作用下,非线性环节的稳态输出中一次谐波分量和输入信号的复数比。
二、单项选择题1、B2、A3、B4、D5、B6、C 三、已知控制系统结构图如图所示,试求系统的传递函数:
1、 C(s)R(s)?
G1G2G3G41?
G 2G3H 2?
G3G4H3?
G1G2G3G4H12、 C(s)G1G2G3G4R(s)?
1?
G2G3H2?
G3G 4H3?
G1G2G3G4H1 四、分析计算1、Ld2u0(t)dt2?
RCdu0(t)dt?
u0(t)?
ui(t) U0(s)?
1Ui(s)Ls2?
RCs?
1 137 宝鸡文理学院试题参考答案与评分标准 课程名称自动控制原理 适 用时间 大二第二学期 试卷类别 七 适 用专业自动化 ?
1?
?
RCn?
L 2L?
%?
e?
?
?
/1?
?
2?
100%?
30%?
?
0?
R?
2L?
0C?
?
2、n=3,m=0 共有3条根轨迹分支 无穷远处的渐近线有3条,交于实轴上的点(-2,0),倾角分别为60?
180?
300?
实轴上的根轨迹区间是(-2,0),(-∞,-4) 11d?
d?
2?
1d?
4?
0 解得分离点约为- 在闭环特征方程中令s?
jw,求得与虚轴交点处的频率为w?
22 K=48 G(s)?
K/8s(?
1)(?
1)e1ss?
K/8?
?
K?
16 考虑到稳定性要求,确定K值的可调范围为:
16≤K≤48 3、 当K?
T1?
T2T1T时,闭环系统稳定 2 138 宝鸡文理学院试题参考答案与评分标准 课程名称自动控制原理 适 用时间 大二第二学期 试卷类别 七 适 用专业自动化 当K?
T1?
T2T1T22时,闭环系统临界稳定; ?
100?
、G(s)?
100(?
1)s(?
1)2L(wc)?
100(?
1)?
25?
1?
wc?
25 wc(?
1)wc?
1wc ?
(wc)?
arctan()?
180?
?
arctan()?
?
180?
?
?
?
?
180?
?
?
(wc)?
?
开环系统的相角始终大于?
180?
,故穿越频率wx?
?
,则h?
?
?
采用串联校正方式,则有:
?
1)100(?
1)c(s)?
100(0s2?
s2(?
1) G?
1c(s)?
(?
1)(?
1) 当K?
T1?
T2T时,闭环系统不稳定。
1T2 2分) 139 1.开环控制方式下系统的输出量不会对系统的控制作用造成影响2.叠加定理23.G(s)?
s?
4s?
2(s?
1)(s?
2) 4.动态性能指标稳态性能指标5.主导极点6.?
?
1 7.抗干扰性能8.小偏差线性化 9.比例-微分控制测速-反馈控制10.系统的零极点全部位于左半s平面 二、单项选择题1、A2、B3、B 三、求解下图所示系统的传递函数1、Uc(s)1C1s?
2)U?
?
R1(Rr(s)R02、 C(s)?
G3G4N(s)?
G1G2G3G51?
G 1G2G3四、分析计算1、G(s)?
10s2?
6s?
10 ?
n?
210?
?
?
c(t)?
1?
1e?
?
?
ntsin(?
1?
?
2n1?
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2?
?
)?
1?
?
3tsin(?
?
) 2?
?
arctan1?
?
?
?
?
闭环系统的特征根为:
P1,2?
?
3?
j全部位于左半平面,系统稳定 2、2j?
135?
?
2j K>1时系统稳定 3、 4分) 4分) 12分)3分) 140 dBL?
?
?
40?
2110?
?
1 G’(s)?
100(?
1)s2(?
1) ?
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h?
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?
dBL?
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01?
1410100?
141
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