自动控制考试题三(及答案)

、（6分）判断题

1. 线性系统的传递函数与系统的结构及输入信号有关。（）

2. 传递函数中的s是有量纲的。（）

3. 系统的脉冲响应反映了系统的静、动特性，可作为系统的数学模型。（

）

4. 线性系统的稳定性只与系统的结构有关。（）

5. 闭环系统的极点是稳定的实极点，则阶跃响应是无起调的。（）

6. 稳态误差为无穷大的系统是不稳定的系统。（）

7. 幅频特性相同的系统相频特性必相同。（）

8. 单位负反馈系统的开环传递函数为k（tS

2

1）

，式中k 0,t 0,则该系统的稳定s

性与的大小无关（）

9. 当系统输入正弦信号时，系统的稳态输出称之为频率特性。（）

10. 由最大相位系统的Bode图，当L 0时，若180，则由该系统所得的单

位负反馈系统必稳定。（）

11. 单位负反馈系统的开环系统的中频段决定了系统的动静态性能。（

）

12. 串联滞后矫正是利用矫正网络的滞后特性从而改善系统性能的。（

）

、（10分）求图示系统的传递函数C（S）R（S）。

三、（18分）已知某单位反馈系统的开环传递函数为G（s），

s（s 5）

1 •试求出该系统的单位阶跃响应的起调量和调整时间，并画出阶跃响应的大致

图形，在图上表出性能指标t p,t v,t s, %的定义（取5%）；

2 •为了改善系统性能，对该系统实施速度反馈，试画出速度反馈系统的方块图。

为使系统的阻尼比为0.7，速度反馈系数为多少？

KO

J

（7；S +1）（7；

5 + 1）

四、 （18分）设某控制系统如图所示，误差定义为 e （t ） r （t ） C （t ），试选择参数

z 和b 的值，使系统对速度输入信号r （t ） a （t ）的稳定误差为0。

五、（10分）该控制系统的结构如图，现在为了使系统特征方程的根的实数部分小 于-1，试确定传递函数k 的数值范围。

_______

瓷

s(s + ■+ 5)

作出相应的根轨迹图，确定使系统的开环放大倍数 k 2且系统增益裕度 3的k 值

的范围。

七、计算作图题（10分）

已知单位负反馈的开环传递函数如下：试画出极坐标图，要求画出相角裕量和

七、计算作图简答题（10分）

开环传递函数为

G （s ）

辿丫爲

00

鹽

2s ），试求:

六、（15分） 设单位负反馈系统的开环传递函数为 G(s)H(s)

k 2

(s 2) (s 3)

，试

幅值裕量。 1.G(s)

100 s(0.2s 1)

2G(s)

10(s 1) s 2

已知某单位负反馈系统，矫正前的开环传递函数为

G(s)

100 s(0.1s 1)

矫正后的

1. 矫正前后系统的静态速度误差系数，穿越频率c及相位裕度

2. 矫正装置是那种类型？

3. 说明矫正后的系统，哪些方面的特性得到了改善？哪些方面会多出新问

题？

(12 分)

1.F;

2.T

3.T

4.F

5.T 6F 7.F 8.T 9.F. 10.T 11.F 二(10 分)

C(s)

k*

s S k z k s k s

3 2

R(s) T s (1 k3k4T)s k3k4s k3k2k5

(18 分)

解:

2.

“、100

(s)—

s2(15 100k t)s 100

01 n (弧度/秒)，

答案:

12.F

1 • G(s)

100 ;

s(s 5)'

(s)

100

为典型

5s 100

阶系统，

01 （弧度/秒）,

2* 10

0.25 ;

1 2*100% 44.5%

1.2(s)

0.25* 10

t s

n

亠1 0.7

2* 10

得 k t

0.09

四. （10分）

五. （10分）

18

六. (15分)

解：开环极点 P 1,2 2, P 3

3

解:

(s)

C(s) R(s)

(zs

E(s) R(s) C(s) b

T

k i

(T | T 2 )s 1 k 1

R(s) (s)R(s) 2

T 1T 2s

仃1 T 2 k 1z)s (1 k 1

2

T 1T 2 s (T 1 T 2) s 1 k 1

bkj

R(s)

当 r(t) at 时,

R(t) -ar,

s

e ss lim sE(s)

s 0

2

T 1T 2s (T 1 T 2 k 1z)s (1 k 1 bk 1) a

lim s

s 0

2

T 1T 2s

(T 1 T 2 )s 1 k 1

T 1 T 2 k 1 z

1 k 1

1 k 1 bk 1 (1 k 1)s ]a

T 2 k 1

k 1 k 1

时，e ss 0