1、 自動控制原理 一圖一一15分根據圖一所示系統答復或填空：1圖一所示系統的輸入量是 ,被控量是 ，系統中所使用的直流伺服電動機的作用是 ，測速發電機的作用是 ,一對電位計的作用是 。2假設電位計的轉換系數為k1，放大倍數為k2，減速器的傳動比i>1，電動機的傳遞函數為，測速發電機的傳遞函數為，試畫出系統方框圖，并求出閉環傳遞函數。3對控制系統的根本要求是什么？二10分某系統結構如圖二所示，求系統的開環傳遞函數和閉環傳遞函數。當C值為200時，求R的值。三15分單位反應系統的開環傳遞函數為系統輸入量為r(t)，輸出量為C(t)，試求：(1) 當r(t)=1(t)時，輸出C(t)的穩態值和最

2、大值;(2) 為了減少超調量，使阻尼比等于0.6，對系統實施速度反應控制，試畫出速度反應系統方框圖，并確定速度反應系數。四10分系統的開環傳遞函數為保證系統穩定，并且在作用下的穩態誤差，試確定K的取值范圍。五15分某系統的開環傳遞函數為，（1） 畫出以K為參數的閉環系統根軌跡圖；（2） 求出使系統不出現衰減振蕩的K值范圍。六20分填空：1右圖所示RC電路的傳遞函數為 ，頻率特性為 ,當時，穩態輸出為 。2右圖所示為某最小相角系統的開環對數幅頻特性，該系統的開環傳遞函數為 ，靜態誤差系數Kp= , Kv= , Ka= 。穩定性為 。3一個設計良好的系統，中頻區斜率為 ,相角裕度應大于 。4開環頻

3、率特性的幅相曲線如圖五所示，其中V為積分環節數，P為開環右極點數，判別閉環系統穩定性。5當增加系統的開環放大倍數時，對系統性能的影響是： 變好， 變差。系統的校正就是為了克服這兩者的矛盾。串聯超前校正的原理是 ，串聯遲后校正的原理是： 。七15分某最小相角系統的對數幅頻特性如圖六中所示：(1) 求系統的開環傳遞函數并計算相角裕量，判別閉環系統穩定性；(2) 為了改善系統性能，采用的校正裝置進行串聯校正，試畫出校正后系統的Bode圖，求出相角裕量；(3) 在Bode圖上標出相角裕量及幅值裕量。答案：一15分 5分 1輸入量 被控量為c，電動機執行元件，測速發電機速度反應， 一對電位計測量比擬元件

4、 7分 2圖3分，化簡4分 3分 3穩定性、快速性、準確性二10分 解：5分 5分 當時， 三15分 解： 8分 1 7分 2 四10分要使系統穩定： 5分 即： 要使時的 4分 一型系統 1分 綜合得： 五15分 10分 1 漸近線 2 實軸上 3 別離點： 4 與虛軸交點： 5分 5別離點處K值為： 不出現衰減振蕩的K值范圍為六20分1 傳函為 1分 頻率特性1分 2分1， 開環傳函為：，1分 一個1分 穩定性為穩定。 2分2， 中頻區，相角裕量應大于。一空1分3， a圖略穩定。1分 b圖略不穩定。1分4， 穩態精度準確性變好，穩定性變差。2分 利用超前網絡的相角超前原理。2分 利用遲后網

5、絡的變頻衰減特性。2分七15分 5分 1 系統不穩定。 5分 2參加后 5分 圖略。 自動控制原理 二 一選擇題10分：1. 假設某系統的Bode圖，其低頻處的幅頻特性是一條斜率為的直線，且當時幅值為，相頻，那么該系統 （1） 是0型系統；2是I型系統；3開環放大倍數為10；4開環放大倍數為；5有一個積分環節。2. 在以下系統中，屬于線性系統的有1； (2)；3；4；3. 假設系統或元件的某輸入輸出的拉氏變換分別為，對應的傳遞函數記為G(s)，那么 (1) 在零出始條件下，；(2) ，不管出始條件是否為零均成立；(3) 假設為單位脈沖響應，那么；(4) G(s)反映了系統本身的固有特性；(5)

6、 因為G(s)表示某種比值，所以肯定沒有量綱。4二階系統的傳遞函數為，那么系統 （1） 為過阻尼系統； 2為臨界阻尼系統； 3增益為6； 4增益為1.5； 5其階躍響應為衰減振蕩曲線。5在>0的條件下， =( ) (1)； (2) ； (3) ； (4) 二判斷題10分：1. 單位負反應系統的開環傳遞函數為，如果k充分大系統就不穩定； ；2. 高階系統的動態性能總可以近似用二階系統的計算公式來計算系統的階躍響應性能指標；3. 線性定常系統的穩定性只與閉環系統特征根有關 ；4. 系統的穩態誤差有系統的開環放大倍數k及系統類型數來決定 ；5. 開環穩定的系統將其閉環后的系統一定穩定 。6.

7、為了使系統的過度過程比擬平穩，要求系統具有大于的相角裕量 ；7. 如果開環傳遞函數分母多項式 分子多項式的階次分別為，那么對數幅頻特性高頻段的斜率為，( ); 對數相頻特性時相角一定 ；8. Bode圖的橫坐標是對數分度的 ；9. 根據對數幅頻特性就能畫出相頻頻特。三計算題5分：系統微分方程如下：試畫出結構圖，并求傳遞函數。四計算題5分：某系統的結構圖如下圖，圖中放大器參數，電動機參數秒, 秒,（） 求系統的單位階躍響應及其和；（） 如要求穩態誤差小于或等于，應該變哪一參數，并計算該參數的值。試分析該參數變化對系統性能的影響。五計算題5分：設單位反應系統的閉環傳遞函數為，試證明系統在單位斜坡函

8、數作用下，穩態誤差為零。設閉環系統是穩定的六計算作圖題分：閉環系統的特征方程為，畫出時的根軌跡，當k=12時，一個閉環極點為，問該系統是否能等效為一個二階系統。七計算作圖題分：試求圖示電路的頻率特性，并畫出Bode圖和極坐標圖。八簡答題分：系統的開環傳遞函數的奈奎斯特曲線如下圖，它們的開環傳遞函數分別為：,試根據奈奎斯特穩定性判據，判定閉環系統的穩定性。九計算作圖題分：單位反應控制系統，原有的開環傳遞函數的對數幅頻特性曲線如圖a所示，兩種串聯校正裝置的對數幅頻特性曲線如圖bc所示。要求：（） 寫出每種校正方案的開環傳遞函數；（） 試比擬這兩種校正方案對系統性能的影響計算及（） 試畫出兩種校正方案的對數幅頻特性曲線。 答案二一選擇題10分：每題2分，錯選，漏選均不得分1. 2，3，5。 2. 2，3。 3 1，3，4。42，4 52二判斷題10分：每題1分 1.F. 2.F. 3.T. 4.F. 5.F 6.T. 7.T. F. 8.T. 9.F. 三計算題5分：。四計算題5分：，(1), (2) 要減小，需改變放大器放大倍數，取，那么，, 五計算題5分：證明：方法一：，故由開環傳函表達式可知，系統為二型系統，因此，單位斜坡輸入時穩態誤差為零。方法二：當時六計算作圖題分：解漸進線時 解有由主導極點的概念，不能等效為一個二階系統。七計算作圖題分：八簡答