自动控制原理试卷A答案

赣 南 师 范 学 院

班级： 姓名： 学号： ┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 题答得不内线封密 2006–2007学年第一学期期终考试试卷（A答案卷）

开课学院： 物理与电子信息学院 课程名称： 自动控制原理 考试形式：闭卷，所需时间120分钟 题号 得分 评卷一 二 三 四 五 六 七 八 总 分

注意事项：1、教师出题时请勿超出边界虚线； 2、学生答题前将密封线外的内容填写清楚，答题不得超出密封线； 3、答题请用蓝、黑钢笔或圆珠笔。 一、（20分）选择题，请选择一个最合适的答案 1． 对每个系统当被控量变化全过程提出的基本要求是（A ）。 A)稳定性，准确性，快速性 (B) 调节时间，超调量，稳态误差 （C) 开环增益，穿越频率，相角裕量 2．在通常的闭环控制系统结构中，系统的控制器和控制对象共同构成了（B ） (A) 开环传递函数 (B) 前向通道 (C) 反馈通道 (D) 闭环传递函数 3．下面数学模型中，（ D）是线性定常系统的外部描述。 (A) 传递函数 (B) 微分方程 (C) 频率特性 (D) 前面三种都是 4. 频率特性的性能指标开环截止频率（ωc )与时域性能指标的那个性能指标直接相关（ A ）。 (A) 调节时间 (B) 超调量 (C) 上升时间 (D)稳态误差 5．二阶欠阻尼系统暂态性能指标中与无阻尼振荡角频率无关的是（A ） (A) 最大超调量 (B) 峰值时间 (C) 上升时间 (D) 调整时间 6．下面关于闭环主导极点叙述正确的是（ D）。 （A）距离虚轴最近的闭环极点一定是主导极点 (B) 闭环主导极点是实数极点 (C) 闭环主导极点是一对共轭复数 (D) 以上都不对 7 使用劳斯判据分析系统稳定性时，如果劳斯表某一行全为零，则（D ） (A) 系统稳定 (B) 系统不稳定 (C) 系统临界稳定 (D) 系统不稳定或临界稳定

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┉┉┉┉┉ 8 PD 控制属于（A ）校正。

(A) 超前 (B) 滞后 (C) 滞后－超前 (D) 复合校正

9 进行串联超前校正后，校正前的剪切频率ωc，与校正后的剪切频率ωc′ 的关系，┉┉┉┉┉┉┉ ┉ ┉ ┉ ┉ ┉ ┉ ：┉题号┉学┉答 ┉ ┉ ┉得 ┉ ┉ ┉不 ┉：┉内名┉姓┉ ┉线 ┉ ┉ ┉封 ┉ ┉密：┉级┉班┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉通常是（ B）。

(A) ωc>ωc′ (B) ωc<ωc′ (c) ωc=ωc′ (D) ωc与ωc′无关 10 用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是（D ）。 (A) 阶跃信号 (B) 脉冲信号 (C)速度信号 (D)正弦信号

二、求下图所示系统的传递函数U0(s)/Ui(s)。 （10分）

解：

U0(s)2R3CS?R2?R3Ui(s)??RR1(R3CS?1)

三、(本题20分)单位负反馈系统的开环传递函数为

G(s)?Kas(s2?20?s?100)

a) 试确定使系统稳定的开环增益K、阻尼比?的范围。

b)若??2，并保证系统的极点全部位于s??1的左侧，试确定此时的 开环增益K的范围

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四、（15分）设某控制系统的开环传递函数为

G(s)?k

┉ ┉ ┉ ┉ ┉ ┉ ：┉题号┉学┉答 ┉ ┉ ┉得 ┉ ┉ ┉不 ┉：┉内名┉姓┉ ┉线 ┉ ┉ ┉封 ┉ ┉密：┉级┉班┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉s(s2?2s?2)试绘制参量k由0变至∞时的根轨迹图，并求开环增益临界值

1）p1?0p2??1?jp3??1?j

2）?2??5a??3a?3,?,3?

3）?=?2j，kc=4，开环增益临界值为K=2

五、(本题20分)某最小相位系统的渐近对数幅频特性曲线如图所示，试求当r(t)?0.5t2、单位负反馈时，系统的稳态误差和相角裕度?的值。

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六、(本题15分) 设控制系统如图所示。若要求校正后的静态速度误差系数等于30/s，

相角裕度40度，幅值裕度不小于10dB，截止频率不小于2.3rad/s，试设计串联校正装┉┉┉┉┉┉┉ ┉ ┉ ┉ ┉ ┉ ┉ ：┉题号┉学┉答 ┉ ┉ ┉得 ┉ ┉ ┉不 ┉：┉内名┉姓┉ ┉线 ┉ ┉ ┉封 ┉ ┉密：┉级┉班┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉置。

R(s)KC(s) s(0.1s?1)(0.2s? ?1)

解：首先确定开环增益K Kv?limsG(s s?0)?K?30

未校正系统开环传递函数应取 G(s)?30s(0.1s?1)(0.2s?1)利用 20lgb?L?(???c)?0得b=0.09 再由

1bT?0.1???c得bT=3

则滞后网络的传递函数 G(s)?1?bTs1?3.7sc1?Ts?1?41s

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