2022年黑龙江大学机电工程学院848机电一体化理论之自动控制原理

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目录

2018年黑龙江大学机电工程学院848机电一体化理论之自动控制原理考研冲刺五套模拟题（一）

.......................................................................................................................................... 2 2018年黑龙江大学机电工程学院848机电一体化理论之自动控制原理考研冲刺五套模拟题（二）

........................................................................................................................................ 10 2018年黑龙江大学机电工程学院848机电一体化理论之自动控制原理考研冲刺五套模拟题（三）

........................................................................................................................................ 16 2018年黑龙江大学机电工程学院848机电一体化理论之自动控制原理考研冲刺五套模拟题（四）

........................................................................................................................................ 21 2018年黑龙江大学机电工程学院848机电一体化理论之自动控制原理考研冲刺五套模拟题（五）

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第 2 页，共 37 页 2018年黑龙江大学机电工程学院848机电一体化理论之自动控制原理考研冲刺五套

模拟题（一）

说明：根据本校该考试科目历年考研命题规律，结合考试侧重点和难度，精心整理编写。考研冲刺模考使用。共五套冲刺预模拟预测题，均有详细答案解析，考研冲刺必备资料。

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一、分析计算题

1． 已知系统的开环传递函数为

（1）画出系统开环幅相曲线（极坐标图）的大致形状；

（2）试用奈奎斯特稳定判据，分析K 值与系统稳定性的关系；

（3）绘制BoDe 图（对数频率特性曲线）的幅频特性图（用渐近线表示）。

【答案】（1）根据系统开环传递函数

令代入可得

当其奈奎斯特图与实轴相交时，此时实部为-K 。

（2）由于系统为I 型系统，顺时针补偿90°。当-K>-1，即K<1时，系统开环在虚轴右侧的极点数P=l ，正穿越次数N=0,负穿越次数说明系统闭环不稳定，闭环传递函数在虚轴右侧的极点数为2。当-K<-1，即K>1时，系统开环在虚轴右侧的极点数P=l ，正穿越次数=l ,负穿越次数系统闭环稳定。

（3）将系统的传递函数化为标准形式，即为

该系统为非最小相位系统，由于非最小相位系统的对数幅频特性曲线与其对应的最小相位系统的幅频特性曲线相同，故可以画出的对数幅频特性曲线，转折频率为

系统为I 型系统，故低频时的折线方程

则

可得系统的对数频率特性曲线如图所示。

图

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第 3 页，共 37 页 2． 单位负反馈系统的开环传递函数为

（1）试绘制G （s ）对数渐近幅频特性曲线和相频特性曲线；

（2）运用对数频率稳定判据判别闭环系统的稳定性：如果闭环稳定，试求相角稳定裕度和幅值稳定裕度h.

【答案】（1）系统对数渐近幅频特性曲线和相频特性曲线如图所示。

图

（2）系统的相角裕度为79°，幅值裕度为6.35DB ,说明系统是稳定的。

3． 已知单位反馈系统的开环传递函数为

试设计一串联超前校正网络，使校正后的系统超调量为原系统的（允许误差），并计算校正前后系统的调节时间

【答案】系统的开环传递函数为

得到系统的开环对数幅值渐近曲线如图 （a ）所示。由图所示，系统的剪切频率为第二段折线与OdB 相交得到

解得剪切频率为相角裕度为

超调量为

要使校正后系统的超调量为校正前的一半，

即

由

校正后系统的相角裕度

为

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第 4 页，共 37 页 采用超前校正，

设超前校正装置的传递函数为超前装置产生的超前角为

考虑到超前

校正装置会増大剪切频率，取

，则为了消除超前环节对系统幅值特性的影响，在其前面串联一个比例环节在超前环节产生最大超前角处超前环节和比例环节产生的幅值为

由校正前系统的开环对数幅值特性渐近线知，

当即为新的剪切频率，为充分利用

超前环节的超前特性，选择其产生最大超前角时的频率为新的剪切频率，

于是有

，可得

校正环节为

校正后的开环对数幅值渐近曲线如图（b ）所示。

图

由校正后的Bode 图可以看出

从而得到校正后的新的剪切频率为相角裕度为

显然满足系统性能要求。

4． 某最小相位系统的开环对数幅频渐近特性如图所示。

（1）试写出系统的开环传递函数；

（2）估算系统的相角稳定裕度；

（3）闭环系统在单位斜坡输入时稳态误差为多少？

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/k3cq.html