2019年西南石油大学电气信息学院927自动控制原理之自动控制原理考研冲刺狂背五套题
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2019年西南石油大学电气信息学院927自动控制原理之自动控制原理考研冲刺狂背五套题(一)
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.............................................................................................................................................. 35 2019年西南石油大学电气信息学院927自动控制原理之自动控制原理考研冲刺狂背五套题(五)
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第 2 页,共 58 页 2019年西南石油大学电气信息学院927自动控制原理之自动控制原理考研冲刺狂背
五套题(一)
特别说明:
1-本资料为2019考研学员最后冲刺阶段使用,精选历年经典试题,临门一脚,背诵专用。
2-资料仅供考研复习参考,与目标学校及研究生院官方无关,如有侵权、请联系我们立即处理。
一、选择题
1. 二阶系统的闭环传递函数为,该系统所处的状态是( )
A.欠阻尼
B.临界阻尼
C.过阻尼
D.无阻尼
【答案】B
【解析】闭环系统特征方程为:
,对比典型二阶系统传递函数的特征方程可知,
,故系统处于临界阻尼
状态。
2. 局部反馈校正装置的主要作用是( )。
A.提高被包围环节的增益
B.减小被包围环节非线性的影响
C.提高系统阻尼比,改善稳定性
D.减小被包围环节的时常数
E.抑制被包围环节参数变化的影响
【答案】BDE
【解析】由反馈校正的原理可知B 、D 、E 正确,由反馈校正可能会破坏系统的稳定性知选项A 、C 错误。
3. 设
,则( )。 A, B.
C. D. 【答案】C
【解析】由位移定理可得
4. 系统采用串联校正,校正环节为则该校正环节对系统性能影响是( )。
A.増大开环剪切频率
B.减小开环剪切频率
C.増大稳态误差
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第 3 页,共 58 页 D.减小稳态误差
E.稳态误差不变,响应速度降低
F.稳态误差不变,响应速度增高
【答案】BE
5. 某控制系统的开环传递函数为
那么该系统的开环增益K=( )。 A. B. C.
D.10
【答案】B
【解析】由题意
则得。
6. 若要求在不降低原系统频带宽的前提下,增大系统的稳定裕量,则可采用( )
A.相位滞后校正
B.相位超前校正
C.顺馈校正
D.提高增益
【答案】B
【解析】采用超前校正可以增大系统的稳定裕度和频带宽度,提高了系统动态响应的平稳性和快速性。
7. 传递函数的概念适用于( )
A.线性系统
B.非线性系统
C.线性定常连续系统
D.采样系统
【答案】C
【解析】传递函数定义为在零初始条件下,系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换 之比。传递函数的概念只适用于线性定常系统,它与线性定常系统微分方程一一对应。
二、分析计算题
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第 4 页,共 58 页 8. 某系统如图1(a)所示,其中校正前的开环传递函数是最小相位的,其对数幅频特性如
图1(b)中的曲线所示。现希望通过局部反馈校正,使校正后系统开环对数幅频特性的低、高频段和校正前的重合,中频段幅频特性的斜率为-20dB/10倍频程,幅值穿越频率
中频段宽度为100倍频程。
(1)绘制满足上述要求的校正后系统的开环对数幅频特性;
(2)决定反馈校正传递函数的形式和参数,使上述设计要求近似得到满足。
图1
【答案】(1)校正后系统的开环对数幅频特性如图2所示,作图过程为先过作斜率
为的直线,因为中频段宽度为100倍频程,不妨设中频段的
该直线交校正前的高频
为
过
作斜率为-40dB/dec 的直线交低频段
为
于是得校正后系统的开环传递函数为
(2)由系统结构图可知
由于校正前代入进行求解可得反馈校正传递函数为
图2
9. 系统的状态方程和输出方程为
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第 5 页,共 58 页 (1)将系统化为对角规范型;
(2)判断系统可否用状态反馈镇定;
(3)给定两组希望闭环极点分别为和,判断可否用状态反馈进行配置?
【答案】(1)计算矩阵A 的特征值为
对应的特征向量分别为
令
可得
由此可知:-2可控不可观,1可控可观,-1不可控不可观。
(2)不可控部分的特征值为-1,可用状态反馈镇定。
(3)不可控部分有极点1,故极点组{-2,-2,-1}可用状态反馈进行配置,而{-2,-3,-2}中无极点-1,不可用状态反馈进行配置。
10.已知系统
(1)计算系统的传递函数G(s);
(2)判断系统是否完全能控能观;
(3)分别取采样周期时,求其离散化系统,并判定离散化系统是否完全能控能观。
【答案】(1)系统的传递函数为
(2)
, 说明系统状态完全可控。
*
说明系统状态完全可观。
(3)离散后的状态空间表达式为
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第 6 页,共 58 页
当
时,代入可得
>
说明离散后系统可控:
说明离散后系统可观;
当
时,代入可得
t
说明离散后系统不可控:
说明离散后系统可观。
11.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6-28(a)所示。由图所示,系统的剪切频率为第二段折线与0dB 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
得到
校正后系统的相角裕度为
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