广东石油化工学院07-08自动控制原理科目考试试题A卷及答案e - 图文

---------------------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ----------------------------------------------------------- （答题不能超出密封装订线） ： 姓名： 学号： 命题： 审题： 审批： 班 级（学生填写）2007～2008学年第一学期自动控制原理科目考试试题A卷

使用班级（老师填写）：电气05-1、2 题 号 得 分 阅卷人 一 二(1) 二(2) 二(3) 二(4) 二(5) 二(6) 二(7) 二(8) 总分 一、填空题(共35分, 除最后两小题各为2分外, 其它各小题均为每空1分)： 1、线性定常连续控制系统按其输入量的变化规律特性可分为_____________系统、随动系统和_____________系统。 2、 线性系统的主要特点是具有_______性和齐次性。 3、 传递函数为 [12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系统的零点为________， 极点为_____________， 增益为____________，其单位阶跃响应为________________________；该系统的可近似为传递函数为________________的二阶系统。 4、 分析自动控制系统时常用的典型输入信号是阶跃信号、斜坡信号、抛物线信号、_________________和__________________。 5、 自动控制系统包含________________和自动控制装置两大部分。 6、 线性系统数学模型的其中五种形式是微分方程、传递函数、________________、___________________、____________________。 7、________是确定平面上根轨迹的充分必要条件，而用____________确定根轨迹上各点的根轨迹增益k*的值。当n-m≥___________时, 开环n 个极点之和等于闭环n个极点之和。 8、对自动控制的性能要求可归纳为___________、____________和准确性三个方面， 在阶跃响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的__________，而稳态误差体现的是___________________________。 9、香农采样定理指出：如果采样器的输入信号e( t )具有有限宽带，并且有直到ωh 的频率分量，则使信号e( t ) 完满地从采样信号e*( t ) 中恢复过来的采样周期T 要满足下列条件：_____________________。 10、对于给定的阻尼比，二阶系统的峰值时间和调整时间均与系统的谐振频率成_____比。 11、非线性系统的描述函数N（A）定义为非线性环节的输出___________与输入正弦量的复数比。非线性系统如其线性部分的传递函数为G（s），则系统产生自激振荡的条件为G（jω）=____________； 如G(s)是最小相位系统，若G（jω）曲线不包围____________曲线，则系统是稳定的。 12、已知一系统单位脉冲响应为g(t)?3e?1.25t，则系统的传递函数为__________________。 13、.表征一阶系统K/（Ts+1）静态特性的参数是_________，动态特性的参数是_______。 14、线性二阶系统当ζ=0时，系统有一对纯虚根，其 阶跃响应为_______________过程，奇点类型是________________。 第 1 页 （共 页）

15、差分方程为c(n?2)?(1?e?0.5T)?c(n?1)?e?0.5Tc(n)?(1?e?0.5T)?r(n?1)的 系统的脉冲传递函数是：{ } 16、已知单位反馈系统的开环传递函数为G（S）=1/（S+1），则闭环系统在 r( t )=sin2t时的稳态输出c( t )=______________________________。 二．分析题（共65分） 1、求下图所示电路的传递函数及微分方程（8分）。 2、已知系统的结构图如下图所示，求系统的传递函数 (6分) 3、已知系统的特征方程为 D(s)?s5?2s4?2s3?4s2?11s?10=0 , 试判定系统的稳定性，并说明位于右半S平面的特征根数目 (8分)。 4、一单位负反馈系统的开环传递函数为G（s）= 8/ [s (s+2)], 试计算输入r( t )分别为1( t )、t和t时，以及r(t)=1( t )+ t + t时，系统的稳态误差 （8分）。 5、已知开环零极点分布如图所示，试绘出相应的闭环根轨迹概略图（6分）。 jjj222图a图b第 2 页 （共 页）

图c-------------------------------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ----------------------------------------------------------- （答题不能超出密封装订线） 6、一最小相位系统传递函数的渐近对数幅频曲线如下图所示。 （12分） （1） 求其传递函数。 （2） 概略绘制系统的奈氏曲线图及用奈氏判据分析该系统的稳定性。 （3） 说明能否直接由该渐近对数幅频曲线判断系统的稳定性。 ： 姓名： 学号： 班 级（学生填写） 7、已知离散控制系统结构如下图所示，采样周期T=1秒，求系统闭环脉冲传递函数及分析系统的稳定性（10分）。 r?t??y*?t?T10s?s?1?y?t? 8、已知非线性系统的微分方程为 ???0.5x??2x?x2?0 x试求系统的奇点并判断其类型（7分）。 第 3 页 （共 页）

2007～2008学年第二学期自动控制原理试题A卷答案 一、填空题 1、恒值控制；程序控制。 2、叠加。 3、-10；-2，-3，-30；2； ； 16?2t28?3t1?30t2?e?e?e3921[1.2(s+10)]/[( s+2)( s+3)]。 4、正弦信号；脉冲信号。 5、被控对象。 6、差分方程；脉冲传递函数；方框图和信号流图。 7、相角条件；幅值条件；2。 8、稳定性；快速性；快速性；稳定性和准确性。 9、 T?2?2?h(?s?2?h) 10、反。 11、输出基波分量；-1/N(A)；-1/N(A)。 12、3/（s+1.25）。 13、K；T 。 14、等幅振荡；稳定中点。 C(z)z(1?e?0.5T)15、G(z)?。 ?R(z)z2?(1?e?0.5T)z?e?0.5T16、css?rm?(j2)sin(2t???)?0.35sin(2t?45?)。 二．分析题 Uc(s)R2C2s2?2RCs?11、传递函数： ； ?222Ur(s)RCs?3RCs?1duc2dur23duc12dur1 微分方程： 2??22uc?2??22ur 。 dtCRdtCRdtCRdtCR第 4 页 （共 页）

-------------------------------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ----------------------------------------------------------- （答题不能超出密封装订线） 2、 ： 姓名： 学号： 班 级（学生填写） 3、 D(s)?s5?2s4?2s3?4s2?11s?10=0 Routh： S5 1 2 11 S4 2 4 10 S3 ? 6 S2 4??12? 10 S 6 S0 10 第一列元素变号两次，有2个正根。 4、 为2型系统，Kp=?， Kv= ?， Ka=K=4 当输入r( t )分别为1( t )、t和t时，ess分别为0，0，1/2 ； 当r(t)=1( t )+ t + t时，根据线性系统的叠加原理，ess =1/4 2 25、 jj=1/4 j图a图b图c 6、（1）依图可写出 G(s)?K(s?1?1)(s ?2?1)K?100 20lgK?L(?)?40db ，所以 G(s)?100 11(s?1)(s?1)?1?2 第 5 页 （共 页）

（2） 因为P=0，N=0，Z=0，所以系统稳定。 （3）可以直接由该渐近对数幅频曲线判断系统的稳定性。 7、 106.32zG(Z) =Z [ ] = s(s?1)(z?1)(z?0.368) ?(z)?Y(z)G(z)6.32z??R(z)1?G(z)(z?1)(z?0.368)?6.32z 闭环特征方程 Z2+4.952Z+0.368=0 Z1=-0.076 , Z2=-4.876 系统特征方程的根有一个在单位圆外，因此，该离散系统不稳定。 8、 ???2x?x2dx0.5x解：相轨迹方程为：???dxx?dx0令?dx0??0x?有???2x?x2?0??0.5x?x1?0,x2??2?x1?0?x2??2?有二个奇点：,???1?0?x?2?0?x ?)?f(x,x|(0,0)?(?2?2x)|(0,0)??2在奇点(0,0)处，?x?)?f(x,x|(0,0)??0.5??x?f?f?????2?x?0.5?x???x??x??x??x?x 第 6 页 （共 页）

-------------------------------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ----------------------------------------------------------- （答题不能超出密封装订线） ??0.5?x??2?x?0解得：?x1,2??0.25?1.39j???x系统在奇点(0,0)处有一对具有负实部的共轭复根，故奇点(0,0)为稳定的焦点。在奇点(-2,0)处，?)?f(x,x|(-2,0)?(?2?2x)|(-2,0)?2?x?)?f(x,x|(-2,0)??0.5??x?f?f????2?x?0.5?x????x?x??x??x?x ： 姓名： 学号： 班 级（学生填写）??0.5?x?-2?x?0???x解得：?x1??1.69,?x2?1.19 系统在奇点(-2,0)处有一正一负二个实根，故奇点(-2,0)为鞍点。第 7 页 （共 页）

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/appo.html