n該系統的特征方程為,A、一定能使閉環系統穩定;B、系統動態性能一定會提r系統①系統②系統③gA、超前校正B、滯后校正C、滯后cn5、確定G(s),使干擾n(t)對系統輸出c(t)無影響。(4分)0所示:1、寫出該系統的開環傳遞函數G0(s);(8分)作用而無反向聯系時,稱為;當控制裝置與受控對象之間不但有蕩,則該系統。判斷一個閉環線性控制系統就是否穩cB傳遞函數不僅取決于系統的結構參數,A、準確度越高A、含兩個理想微分環節B、含兩7、已知某些系統的開環傳遞函數如下,屬于最小相位系統的系統的開環傳遞函數為,試:1、對自動控制系統的基本要求可以概括為三個方面,即:、快速性與。2、控制系統的稱為傳遞函數。一階系統傳函標準形式就是,二階系統傳函標準形式就是。3、在經典控制理論中,可采用、根軌跡法或等方法判斷線性控4、控制系統的數學模型,取決于系統與,與外作用及初始條件無關。5、線性系統的對數幅頻特性,縱坐標取值為,橫坐標為。6、奈奎斯特穩定判據中,Z=P-R,其中P就是指,Z就是7、在二階系統的單位階躍響應圖中,t定義為。σ%就8、PI控制規律的時域表達式就是。PID控制規律的傳遞函數表達式就是。9、設系統的開環傳遞函數為則其開環幅頻特性為,相頻特性二、判斷選擇題(每題2分,共16分)1、關于線性系統穩態誤差,正確的說法就是:()A、一型系統在跟蹤斜坡輸入信號時無誤差;C、增大系統開環增益K可以減小穩態誤差;D、增加積分環節可以消除穩態誤差,而且不會影響系統穩定性。2、適合應用傳遞函數描述的系統就是()。A、單輸入,單輸出的線性定常系統;B、單輸入,單輸出的線性時變系統;C、單輸入,單輸出的定常系統;3、若某負反饋控制系統的開環傳遞函數為則該系統的閉環特征方程為()。4、非單位負反饋系統,其前向通道傳遞函數為G(S),反饋通道傳遞函數為H(S),當輸入信號為5、已知下列負反饋系統的開環傳遞函數,應畫零度根軌跡的就是()。6、閉環系統的動態性能主要取決于開環對數幅頻特性的:A、低頻段B、開環增益C、高頻段D、中頻段8、關于系統零極點位置對系統性能的影響,下列觀點中正確的就是()A、如果閉環極點全部位于S左半平面,則系統一定就是穩定的。穩定性與閉環零點位置無關;B、如果閉環系統無零點,且閉環極點均為負實數極點,則時間響應一定就是衰減振蕩的;C、超調量僅取決于閉環復數主導極點的衰減率,與其它零極點位置無關;D、如果系統有開環極點處于S右半平面,則系統不穩定。單位斜坡函數,求系統的穩態誤差(8分)。分析能否通過調節增益k,使穩態誤差小于0、,若采用測速,若采用測速影響(6分)。五、已知系統開環傳遞函數為G(s)H(一L(ω)dBL(ω)dBK一2四1、對于自動控制系統的性能要求可以概括為三個方面,即:、與,其中最基本的要求就是。2、若某單位負反饋控制系統的前向傳遞函數為G(s),則該系統的開環傳遞函數3、能表達控制系統各變量之間關系的數學表達式或表示方法,叫系統的數學模型,在古典控制理論中系統數學模型有、等。4、判斷一個閉環線性控制系統就是否穩定,可采用、、5、設系統的開環傳遞函數為則其開環幅頻特性為,相頻特性為。6、PID控制器的輸入－輸出關系的時域表達式就是,其相應的傳遞函數為。1、關于奈氏判據及其輔助函數F(s)=1+G(s)H(s),錯誤的說法就是()A、F(s)的零點就就是開環傳遞函數的極點B、F(s)的極點就就是開環傳遞函數的極點C、F(s)的零點數與極點數相同D、F(s)的零點就就是閉環傳遞函數的極點2、已知負反饋系統的開環傳遞函數為則該系統的閉環特征方程為3、一階系統的閉環極點越靠近S平面原點A、準確度越高B、準確度越低C、響應速度越快D、響應速度越慢4、已知系統的開環傳遞函數為則該系統的開環增益為()。5、若兩個系統的根軌跡相同,則有相同的:A、閉環零點與極點B、開環零點C、閉環極點D、階躍響應c7、關于PI控制器作用,下列觀點正確的有()A、可使系統開環傳函的型別提高,消除或減小穩態誤差;B、積分部分主要就是用來改善系統動態性能的;C、比例系數無論正負、大小如何變化,都不會影響系統穩定性;D、只要應用PI控制規律,系統的穩態誤差就為零。8、關于線性系統穩定性的判定,下列觀點正確的就是()。A、線性系統穩定的充分必要條件就是:系統閉環特征方程的各項系數都為正數;B、無論就是開環極點或就是閉環極點處于右半S平面,系統不穩定;C、如果系統閉環系統特征方程某項系數為負數,系統不穩定;D、當系統的相角裕度大于零,幅值裕度大于1時,系統不穩定。9、關于系統頻域校正,下列觀點錯誤的就是()A、一個設計良好的系統,相角裕度應為45度左右;C、低頻段,系統的開環增益主要由系統動態性能要求決定;D、利用超前網絡進行串聯校正,就是利用超前網絡的相角超前特性。10、已知單位反饋系統的開環傳遞函數為當輸入信號就是—CRC———2時,系統的穩態誤差就是()j①21EQ\*jc3\*hps35\o\al(\s\up5(2),①)c2、輸入;擾動;Lc答案L01;衰減振蕩①二、判斷選擇題(每題2分,共20分)解:1、建立電路的動態微分方程即KCL有2、求傳遞函數對微分方程進行拉氏變換得得傳遞函數K20nKsK令:n(1)系統有有3個開環極點(起點):0、-3、-3,無開環零點(有限終點);(1分)(2)實軸上的軌跡:(-∞,-3)及(-3,0);(1分)2rr繪制根軌跡如右圖所示。KKEQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up10(r),9)L(3,」KEQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up10(r),9)L(3,」系統穩定時根軌跡增益Kr的取值范圍:Kr<54,(2分)系統穩定且為欠阻尼狀態時根軌跡增益Kr的取值范圍:4<Kr<54,(3分)4系統穩定且為欠阻尼狀態時開環增益K的取值范圍:<K<6(1分)9解:1、從開環波特圖可知,原系統具有比例環節、一個積分環節、兩個慣性環節。2、寫出該系統的開環頻率特性、開環幅頻特性及開環相頻特性:4、(4分)可以采用以下措施提高系統的穩定裕度:增加串聯超前校正裝置;增加串聯滯后校正裝置;增加串聯滯后-超前校正裝置;增加開環零點;增加PI或PD或PID控制器;在積分環節外試題二答案2、開環控制系統;閉環控制系統;閉環控制系統3、穩定;勞斯判據;奈奎斯特判據4、零;輸出拉氏變換;輸入拉氏變換22T222s二、判斷選擇題(每題2分,共20分)D三、(8分)寫出下圖所示系統的傳遞函數結構圖化簡,梅遜公式均可)。解:傳遞函數G(s):根據梅遜公式(12:EQ\*jc3\*hps35\o\al(\s\up10(P),1)EQ\*jc3\*hps35\o\al(\s\up10(P),2)〔〔〔3、根據計算結果,討論參數ξ、T對階躍響應的影響。(6分)(2)當時間常數T一定,阻尼系數ξ增大,調整時間ts減小,即暫態過程縮短;峰值時間tp增(3)當阻尼系數ξ一定,時間常數T增大,調整時間ts增加,即暫態過程變長;峰值時間tp增(1)系統有有2個開環極點(起點):0、3,1個開環零點(終點)為:-1;(2分)rrrrrrrs=j①r2、求系統穩定且為欠阻尼狀態時開環增益K的取值范圍系統穩定時根軌跡增益Kr的取值范圍:Kr≥3,系統穩定且為欠阻尼狀態時根軌跡增益Kr的取值范圍:Kr=3~9,(3分)開環增益K與根軌跡增益Kr的關系(1分)系統穩定且為欠阻尼狀態時開環增益K的取值范圍:K=1~3(1分)解:1、系統的開環頻率特性為(2分)0o開環頻率幅相特性圖如圖2所示。判斷穩定性:極坐標圖不包圍(－1,j0)點,則N=02、若給定輸入r(t)=2t＋2時,要求系統的穩態誤差為0、25,求開環增益K:系統為1型,位置誤差系數KP=∞,速度誤差系數v故滿足穩態誤差要求的開環傳遞函數為G(s)H(s)=3、滿足穩態誤差要求系統的相角裕度Y:o-oo-160oo試題三答案1、穩定性(或:穩,平穩性);準確性(或:穩態精度,精度)2、輸出拉氏變換與輸入拉氏變換在零初始條件下的比值;G(s)=——;3、勞斯判據(或:時域分析法);奈奎斯特判據(或:頻域分析法)4、結構;參數6、開環傳函中具有正實部的極點的個數,(或:右半S平面的開環極點個數);閉環傳函中具有正實部的極點的個數(或:右半S平面的閉環極點個數,不穩定的根的個數);奈氏曲線逆時針方向包圍(-1,j0)整圈數。響應的最大偏移量h(t)與終值h(∞)的差與h(∞)的比的百分數。pi二、判斷選擇題(每題2分,共16分)vv但其上限要符合系統穩定性要求。可由勞斯判據決定其上限。系統的閉環特征方程就是32構造勞斯表如下323KK00解:系統的開環傳函其閉環特征多項式為D(s)*,得到等效開環傳函為實軸上根軌跡分布:[-∞,0］(2分)實軸上根軌跡的分離點:令得根軌跡有一根與負實軸重合的漸近線。由于開環傳函兩個極點p=-1±j3,一個有限零點1且零點不在兩極點之間,故根軌跡為以零點z1=0為圓心,以該圓心到分離點距離為半徑的圓根軌跡與虛軸無交點,均處于s左半平面。系統絕對穩定。根軌跡如圖1所示。(4分)討論k大小對系統性能的影響如下:ss的復數極點。系統阻尼比ζ隨著k由零逐漸增大而增加。動態響應為阻尼振蕩過程,k增加將使振蕩頻率wd減小(wd=wn1-ζ2),但響應速n系統的開環頻率特性為開環頻率特性極坐標圖00開環極坐標圖如圖2所示。(4分)-Kτ-1解:從開環波特圖可知,系統具有比例環節、兩個積分環節、一個一階微分環節與一個慣性環2122故所求系統開環傳遞函數為解:(1)、系統開環傳函輸入信號為單位斜坡函數時的穩態誤差為cx(3)、根據校正后系統對相位裕度的要求,確定超前環節應提供的相位補償角0m(4)、校正網絡參數計算mc(6)、計算超前網絡m在放大3、4倍后,超前校正網絡為校正后的總開環傳函為(2分)(7)校驗性能指標0試題四答案3、微分方程傳遞函數(或結構圖信號流圖)(任意兩個均可)4、勞思判據根軌跡奈奎斯特判據7、S右半平面不存在系統的開環極點及開環零點二、判斷選擇題(每題2分,共20分)三、(8分)寫出下圖所示系統的傳遞函數結構圖化簡,梅遜公式均可)。解:傳遞函數G(s):根據梅遜公式1對互不接觸回路:LL=G(s)H(s)G(s)H(s)EQ\*jc3\*hps34\o\al(\s\up9(P),1)1、寫出該系統以根軌跡增益K*為變量的開環傳遞函數;(7分)2、求出分離點坐標,并寫出該系統臨界阻尼時的閉環傳遞函數。(8分)解:1、由圖可以瞧出,系統有1個開環零點為:1(1分);有2個開環極點為:0、-2(1分),而且由此可得以根軌跡增益K*為變量的開環傳函2、求分離點坐標得12單位反饋系統在d1(臨界阻尼點)對應的閉環傳遞函數為,s解:由圖可得系統的開環傳函為因為該系統為單位負反饋系統,則系統的閉環傳遞函數為,與二階系統的標準形式比較,有解得-πζ/1-ζ2六、已知最小相位系統的開環對數幅頻特性L(①)與串聯校正裝置的對數幅頻特性L(①)