自控原理习题

合集下载

自动控制原理习题及解答

自动控制原理习题及解答
系统的稳态误差,可应用叠加原理求出,即系统的稳态误差是各部分输入所引起的误差的总和。所以,系统的稳态误差可按下式计算:
对于本例,系统的稳态误差为
本题给定的开环传递函数中只含一个积分环节,即系统为1型系统,所以
系统的稳态误差为
解毕。
例3-21控制系统的结构图如图3-37所示。假设输入信号为r(t)=at( 为任意常数)。
解劳斯表为
1 18
8 16
由于特征方程式中所有系数均为正值,且劳斯行列表左端第一列的所有项均具有正号,满足系统稳定的充分和必要条件,所以系统是稳定的。解毕。
例3-17已知系统特征方程为
试判断系统稳定性。
解本例是应用劳斯判据判断系统稳定性的一种特殊情况。如果在劳斯行列表中某一行的第一列项等于零,但其余各项不等于零或没有,这时可用一个很小的正数ε来代替为零的一项,从而可使劳斯行列表继续算下去。
(3)写中间变量关系式
式中,α为空气阻力系数 为运动线速度。
(4)消中间变量得运动方程式
(2-1)
此方程为二阶非线性齐次方程。
(5)线性化
由前可知,在=0的附近,非线性函数sin≈,故代入式(2-1)可得线性化方程为
例2-3已知机械旋转系统如图2-3所示,试列出系统运动方程。
图2-3机械旋转系统
解:(1)设输入量作用力矩Mf,输出为旋转角速度。
运动方程可直接用复阻抗写出:
整理成因果关系:
图2-15电气系统结构图
画结构图如图2-15所示:
求传递函数为:
对上述两个系统传递函数,结构图进行比较后可以看出。两个系统是相似的。机一电系统之间相似量的对应关系见表2-1。
表2-1相似量
机械系统
xi
x0

自动控制原理试题库20套和答案详解

自动控制原理试题库20套和答案详解

自动控制原理试题库20套和答案详解一、填空(每空1分,共18分)1.自动控制系统的数学模型有、、共4种。

2.连续控制系统稳定的充分必要条件是。

离散控制系统稳定的充分必要条件是。

3.某统控制系统的微分方程为:dc(t)+0.5C(t)=2r(t)。

则该系统的闭环传递函数dtΦσ;调节时间ts(Δ。

4.某单位反馈系统G(s)= 100(s?5),则该系统是阶2s(0.1s?2)(0.02s?4)5.已知自动控制系统L(ω)曲线为:则该系统开环传递函数G(s)= ;ωC6.相位滞后校正装置又称为调节器,其校正作用是。

7.采样器的作用是,某离散控制系统(1?e?10T)G(Z)?(单位反馈T=0.1)当输入r(t)=t时.该系统稳态误差(Z?1)2(Z?e?10T)为。

二. 1.R(s) 求:C(S)(10分)R(S)2.求图示系统输出C(Z)的表达式。

(4分)四.反馈校正系统如图所示(12分)求:(1)Kf=0时,系统的ξ,ωn和在单位斜坡输入下的稳态误差ess.(2)若使系统ξ=0.707,kf应取何值?单位斜坡输入下ess.=?五.已知某系统L(ω)曲线,(12分)(1)写出系统开环传递函数G(s)(2)求其相位裕度γ(3)欲使该系统成为三阶最佳系统.求其K=?,γmax=?六、已知控制系统开环频率特性曲线如图示。

P为开环右极点个数。

г为积分环节个数。

判别系统闭环后的稳定性。

(1)(2)(3)七、已知控制系统的传递函数为G0(s)?校正装置的传递函数G0(S)。

(12分)一.填空题。

(10分)1.传递函数分母多项式的根,称为系统的2. 微分环节的传递函数为3.并联方框图的等效传递函数等于各并联传递函数之4.单位冲击函数信号的拉氏变换式5.系统开环传递函数中有一个积分环节则该系统为型系统。

6.比例环节的频率特性为。

7. 微分环节的相角为8.二阶系统的谐振峰值与有关。

9.高阶系统的超调量跟10.在零初始条件下输出量与输入量的拉氏变换之比,称该系统的传递函数。

自动控制原理八套习题集_(含答案),科

自动控制原理八套习题集_(含答案),科

自动控制原理1一、单项选择题(每小题1分,共20分)9. 一阶微分环节Ts s G +=1)(,当频率T=ω时,则相频特性)(ωj G ∠为( ) A.45° B.-45° C.90° D.-90° 10.最小相位系统的开环增益越大,其( )A.振荡次数越多B.稳定裕量越大C.相位变化越小D.稳态误差越小11.设系统的特征方程为()0516178234=++++=s s s s s D ,则此系统 ( ) A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。

12.某单位反馈系统的开环传递函数为:())5)(1(++=s s s ks G ,当k =( )时,闭环系统临界稳定。

A.10B.20C.30D.4013.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ,则此系统中包含正实部特征的个数有( ) A.0 B.1 C.2 D.3 14.单位反馈系统开环传递函数为()ss s s G ++=652,当输入为单位阶跃时,则其位置误差为( ) A.2 B.0.2 C.0.5 D.0.05 15.若已知某串联校正装置的传递函数为1101)(++=s s s G c ,则它是一种( )A.反馈校正B.相位超前校正C.相位滞后—超前校正D.相位滞后校正 16.稳态误差e ss 与误差信号E (s )的函数关系为( )A.)(lim 0s E e s ss →= B.)(lim 0s sE e s ss →=C.)(lim s E e s ss ∞→= D.)(lim s sE e s ss ∞→=17.在对控制系统稳态精度无明确要求时,为提高系统的稳定性,最方便的是( ) A.减小增益 B.超前校正 C.滞后校正 D.滞后-超前 18.相位超前校正装置的奈氏曲线为( )A.圆B.上半圆C.下半圆D.45°弧线 19.开环传递函数为G (s )H (s )=)3(3s s K,则实轴上的根轨迹为( )三、名词解释(每小题3分,共15分) 31.稳定性32.理想微分环节 33.调整时间 34.正穿越 35.根轨迹四、简答题(每小题5分,共25分)36.为什么说物理性质不同的系统,其传递函数可能相同 ? 举例说明。

自动控制原理练习题

自动控制原理练习题

自动控制原理练习题1. 小车倒车入库问题考虑一个小车倒车入库问题,假设小车以恒定的速度直线倒车。

已知小车的初始位置为P,目标是将小车倒车入停车位Q。

设停车位Q 相对于初始位置P的偏移量为d,方向为与小车移动方向相反的方向。

请回答以下问题:a) 在没有任何控制的情况下,小车如何倒车入库?b) 如何利用反馈控制使得小车能够准确倒车入库?c) 请解释闭环控制与开环控制之间的区别,并分析在这个倒车入库问题中应该选择哪种控制方法?2. PID控制器PID控制器是一种广泛应用于工业控制系统中的控制器。

它通过对错误信号的比例、积分和微分三个部分进行加权求和来调节控制器的输出。

请回答以下问题:a) 请解释PID控制器中比例、积分和微分三个部分的作用和原理。

b) 在实际应用中,如何确定PID控制器的参数?c) 请列举PID控制器的优点和缺点,并举例说明其应用领域。

3. 反馈系统的稳定性在控制系统中,稳定性是一个重要的性能指标。

稳定性可以通过系统的极点位置来判断。

请回答以下问题:a) 什么是系统的极点?它们与系统的稳定性有什么关系?b) 请解释零极点分布对系统稳定性的影响。

c) 如何利用极点配置来设计稳定的控制系统?4. 系统传递函数和频率响应系统的传递函数和频率响应是分析和设计控制系统的重要工具。

请回答以下问题:a) 什么是系统的传递函数?如何从系统的微分方程中推导出传递函数?b) 什么是系统的频率响应?如何利用频率响应来分析系统的稳定性和性能?c) 请解释Bode图和Nyquist图分别代表了什么,并举例说明它们的应用。

5. 状态空间表示和观测器设计状态空间表示是一种用于描述控制系统动态行为的方法。

观测器是一种用于估计系统状态的补偿器。

请回答以下问题:a) 什么是状态空间表示?如何将系统微分方程转化为状态空间表示?b) 什么是观测器?它的作用是什么?如何设计一个观测器?c) 请解释最优观测器与线性二次估计问题的关系,并简要介绍最优观测器的设计方法。

自控习题课习题集合

自控习题课习题集合
a -40
45. 已知某单位负反馈系统的开环传递函数为 k / s(1 + 0.25s) ,求其在单位阶跃响应下的调节时间 ts?
46. 系统的控制框图如下所示,试画出该系统的信号流图,并用 MASON 公式计算该系统的闭环传 递函数。
47. 某随动系统方框图如下所示,试求当输入信号为 r(t)=2t 时,系统的稳态误差。
16. 实轴上具有根轨迹的区间是,其右方开环系统的零点数和极点数的总和为 。
17. 系统的开环传递函数为 1 + 3s ,则其频特性ϕ(w) 为

1+ s
18. Ⅱ型系统 Bode 图幅频特性的低频段是一条斜率为 19. 闭环系统的 Nyquist 曲线如右,则闭环系统
右半平面极点个数为 。 (P=0,为开环系统右半平面极点个数)
自动控制原理习题课练习题
1. 稳态误差表征的是自动控制系统的
性能指标。
2. 0 型系统在斜坡信号r(t)=t2 的作用下,系统稳态误差为

3. 对典型的二阶系统,当______时,最大超调量σ%为零。
4. 在调速系统中。转速与输入量之间的传递函数只与____有关。
5. 自动控制系统的基本要求为__、快速性和准确性。
相位系统。
41. 一个稳定的闭环系统,若它开环右半平面极点数为P,则它的开环传递函数的Nyquist曲线必

)时针绕(-1, j0)点P周。
42. 开环控制与闭环控制各有什么特点?
43. 如图 L-R-C 电路,输入电压为 u(t),输出量为电容二端电压
i1
L
u(t)
R
C uc(t)
uc(t),试确定其传递函数 G(S),以及该传递函数的频率特性表达式。 44. 实验测得系统幅频渐近线如下图,求对应的传递函数以及系统的穿越频率 wc。

自动控制原理例题与习题

自动控制原理例题与习题

自动控制原理例题与习题第一章自动控制的一般概念【例1】试述开环控制系统的主要优缺点。

【答】开环控制系统的优点有:1. 1.构造简单,维护容易。

2. 2.成本比相应的死循环系统低。

3. 3.不存在稳定性问题。

4. 4.当输出量难以测量,或者要测量输出量在经济上不允许时,采用开环系统比较合适(例如在洗衣机系统中,要提供一个测量洗衣机输出品质,即衣服的清洁程度的装置,必须花费很大)。

开环控制系统的缺点有:1. 1.扰动和标定尺度的变化将引起误差,从而使系统的输出量偏离希望的数值。

2. 2.为了保持必要的输出品质,需要对标定尺度随时修正。

【例2】图1.1为液位自动控制系统示意图。

在任何情况下,希望液面高度c维持不变,试说明系统工作原理,并画出系统原理方框图。

图1.1 液位自动控制系统示意图【解】系统的控制任务是保持液面高度不变。

水箱是被控对象,水箱液位是被控量,电位器设定电压u r(表征液位的希望值c r)是给定量。

当电位器电刷位于中点位置(对应u r)时,电动机不动,控制阀门有一定的开度、使水箱中流入水量与流出水量相等。

从而液面保持在希望高度c r上。

一旦流入水量或流出水量发生变化,例如当液面升高时,浮子位置也相应升高,通过杠杆作用使电位器电刷从中点位置下移,从而给电动机提供一定的控制电压,驱动电动初通过减速器减小阀门开度,使进入水箱的液体流量减少。

这时,水箱液面下降,浮子位置相应下降,直到电位器电刷回到中点位置,系统重新处于平衡状态,液面恢复给定高度。

反之,若水箱液位下降,则系统会自动增大阀门开度,加大流入水量,使液位升到给定高度c r。

系统原理方框图如图1.2所示。

图1.2 系统原理方框图习题1.题图1-1是一晶体管稳压电源。

试将其画成方块图并说明在该电源里哪些起着测量、放大、执行的作用以及系统里的干扰量和给定量是什么?题图1-12.如题图1-2(a)、(b)所示两水位控制系统,要求(1)画出方块图(包括给定输入量和扰动输入量);(2)分析工作原理,讨论误差和扰动的关系。

自动控制原理习题及解答

自动控制原理习题及解答

自动控制原理习题及其解答第一章(略) 第二章例2-1 弹簧,阻尼器串并联系统如图2-1示,系统为无质量模型,试建立系统的运动方程。

解:(1) 设输入为y r ,输出为y 0。

弹簧与阻尼器并联平行移动。

(2) 列写原始方程式,由于无质量按受力平衡方程,各处任何时刻,均满足∑=0F ,则对于A 点有其中,F f 为阻尼摩擦力,F K 1,F K 2为弹性恢复力。

(3) 写中间变量关系式 (4) 消中间变量得 (5) 化标准形 其中:215K K T +=为时间常数,单位[秒]。

211K K K K +=为传递函数,无量纲。

例2-2 已知单摆系统的运动如图2-2示。

(1) 写出运动方程式 (2) 求取线性化方程解:(1)设输入外作用力为零,输出为摆角? ,摆球质量为m 。

(2)由牛顿定律写原始方程。

其中,l 为摆长,l ? 为运动弧长,h 为空气阻力。

(3)写中间变量关系式 式中,α为空气阻力系数dtd lθ为运动线速度。

(4)消中间变量得运动方程式0s i n 22=++θθθmg dt d al dtd ml (2-1) 此方程为二阶非线性齐次方程。

(5)线性化由前可知,在? =0的附近,非线性函数sin ? ≈? ,故代入式(2-1)可得线性化方程为例2-3 已知机械旋转系统如图2-3所示,试列出系统运动方程。

解:(1)设输入量作用力矩M f ,输出为旋转角速度? 。

(2)列写运动方程式 式中, f ?为阻尼力矩,其大小与转速成正比。

(3)整理成标准形为 此为一阶线性微分方程,若输出变量改为?,则由于代入方程得二阶线性微分方程式例2-4 设有一个倒立摆安装在马达传动车上。

如图2-4所示。

图2-2 单摆运动图2-3 机械旋转系统倒立摆是不稳定的,如果没有适当的控制力作用在它上面,它将随时可能向任何方向倾倒,这里只考虑二维问题,即认为倒立摆只在图2-65所示平面内运动。

控制力u 作用于小车上。

自动控制原理习题1(含答案)

自动控制原理习题1(含答案)

《自动控制原理》习题解答第一章习题及答案1—1 根据题1—1图所示的电动机速度控制系统工作原理图(1) 将a ,b 与c,d 用线连接成负反馈状态;(2) 画出系统方框图。

解 (1)负反馈连接方式为:d a ↔,c b ↔;(2)系统方框图如图解1—1 所示.1—2 题1-2图是仓库大门自动控制系统原理示意图。

试说明系统自动控制大门开闭的工作原理,并画出系统方框图。

题1-2图 仓库大门自动开闭控制系统解 当合上开门开关时,电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压,偏差电压经放大器放大后,驱动伺服电动机带动绞盘转动,将大门向上提起。

与此同时,和大门连在一起的电刷也向上移动,直到桥式测量电路达到平衡,电动机停止转动,大门达到开启位置。

反之,当合上关门开关时,电动机带动绞盘使大门关闭,从而可以实现大门远距离开闭自动控制。

系统方框图如图解1-2所示。

1—3 题1-3图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。

分析系统的工作原理,指出被控对象、被控量和给定量,画出系统方框图.题1-3图 炉温自动控制系统原理图解 加热炉采用电加热方式运行,加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比,c u 增高,炉温就上升,c u 的高低由调压器滑动触点的位置所控制,该触点由可逆转的直流电动机驱动。

炉子的实际温度用热电偶测量,输出电压f u 。

f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较,得出偏差电压e u ,经电压放大器、功率放大器放大成a u 后,作为控制电动机的电枢电压。

在正常情况下,炉温等于某个期望值T °C ,热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u .此时,0=-=f r e u u u ,故01==a u u ,可逆电动机不转动,调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上,使c u 保持一定的数值。

这时,炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量,形成稳定的热平衡状态,温度保持恒定。

自动控制原理试题

自动控制原理试题

自动控制原理试题1. 选择题1.1 自动控制原理的基本任务是什么?a) 控制系统的建模与分析b) 控制系统的参数调整c) 控制系统的运行与维护d) 控制系统的稳定性分析与设计1.2 以下哪个不属于自动控制系统的四要素?a) 传感器b) 控制器c) 执行器d) 运动学模型1.3 比例控制是指控制系统根据误差信号输出的控制量与误差信号之间的关系是:a) 比例关系b) 倒数关系c) 导数关系d) 积分关系1.4 闭环控制系统中,负反馈的作用是:a) 消除系统误差b) 提高系统的稳定性c) 加大系统的灵敏度d) 减小系统的响应速度2. 简答题2.1 简述自动控制系统的基本组成和工作原理。

自动控制系统由传感器、控制器、执行器和被控对象组成。

传感器用于采集被控对象的信息,并将其转换为电信号输入给控制器。

控制器根据输入的信号和设定值生成控制信号,输出给执行器。

执行器接收控制信号,并将其转换为力、位移、速度等物理量作用于被控对象,从而改变被控对象的状态或行为。

被控对象受到执行器的作用后,输出一个反馈信号给传感器,形成一个闭环控制系统。

控制器根据反馈信号与设定值之间的差异,产生误差信号,并根据误差信号调节控制信号,实现对被控对象的控制。

2.2 简述比例控制器、积分控制器和微分控制器的工作原理及其特点。

比例控制器的输出与误差信号成正比,通过调节比例系数可以改变响应速度和稳定性。

特点是简单易实现,但不能消除静态误差。

积分控制器的输出与误差信号的累积值成正比,可以消除静态误差。

特点是对于持续存在的误差具有很强的调节能力,但响应速度相对较慢。

微分控制器的输出与误差信号的变化速率成正比,可以改善系统的动态响应。

特点是能够提前预测误差信号的趋势,对快速变化的信号有很好的控制效果,但对于噪声敏感。

3. 计算题3.1 某温度控制系统,使用比例控制器,设定温度为100°C,比例系数Kp=0.5,实际温度为120°C。

自动控制原理试题及答案

自动控制原理试题及答案

自动控制原理试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 自动控制系统中,开环系统与闭环系统的主要区别在于()。

A. 是否有反馈B. 控制器的类型C. 系统是否稳定D. 系统的响应速度答案:A2. 在控制系统中,若系统输出与期望输出之间存在偏差,则该系统()。

A. 是闭环系统B. 是开环系统C. 没有反馈D. 是线性系统答案:B3. 下列哪个是控制系统的稳定性条件?()A. 所有闭环极点都位于复平面的左半部分B. 所有开环极点都位于复平面的左半部分C. 所有闭环极点都位于复平面的右半部分D. 所有开环极点都位于复平面的右半部分答案:A4. PID控制器中的“P”代表()。

A. 比例B. 积分C. 微分D. 前馈答案:A5. 在控制系统中,超调量通常用来衡量()。

A. 系统的稳定性B. 系统的快速性C. 系统的准确性D. 系统的鲁棒性答案:C6. 一个系统如果其开环传递函数为G(s)H(s),闭环传递函数为T(s),则闭环传递函数T(s)是()。

A. G(s)H(s)B. G(s)H(s)/[1+G(s)H(s)]C. 1/[1+G(s)H(s)]D. 1/G(s)H(s)答案:B7. 根轨迹法是一种用于()的方法。

A. 系统稳定性分析B. 系统性能分析C. 系统设计D. 系统故障诊断答案:B8. 一个系统如果其开环传递函数为G(s)H(s),闭环传递函数为T(s),则T(s)的零点是()。

A. G(s)的零点B. H(s)的零点C. G(s)和H(s)的零点D. G(s)和H(s)的极点答案:A9. 一个系统如果其开环传递函数为G(s)H(s),闭环传递函数为T(s),则T(s)的极点是()。

A. G(s)的零点B. H(s)的零点C. 1+G(s)H(s)的零点D. G(s)和H(s)的极点答案:C10. 一个系统如果其开环传递函数为G(s)H(s),闭环传递函数为T(s),则系统的稳态误差与()有关。

自控原理复习练习题

自控原理复习练习题

一、单项选择题:1.控制系统的上升时间t r ,调节时间t s 等反映出系统的( )A .相对稳定性B .绝对稳定性C .快速性D .平稳性2.根据给定值信号的特征分类,控制系统可分为( )A . 恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统B . 反馈控制系统、前馈控制系统、反馈复合控制系统C . 最优控制系统和模糊控制系统D . 连续控制系统和离散控制系统3.系统的传递函数( )A .与输入信号有关B .与输出信号有关C .完全由系统的结构和参数决定D .既由系统的结构和参数决定,也与输入信号有关4.一阶系统的阶跃响应( )A .当时间常数T 较大时有超调B .当时间常数T 较小时有超调C .有超调D .无超调5.随动系统中最常用的典型输入信号是抛物线函数和( )A .脉冲函数B .阶跃函数C .斜坡函数D .正弦函数6.确定系统闭环根轨迹的充要条件是( )A .根轨迹的模方程B .根轨迹的相方程C .根轨迹增益D .根轨迹方程的阶次7.正弦信号作用于线性系统所产生的频率响应是( )A .输出响应的稳态分量B .输出响应的暂态分量C .输出响应的零输入分量D .输出响应的零状态分量8.Ⅱ型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为( )A . -60(dB/dec )B . -40(dB/dec )C . -20(dB/dec )D .0(dB/dec )9.设开环系统频率特性G (j ω)=3)1(10ωj +,则其频率特性相位移ϕ(ω)=-180ο时,对应频率ω为( )A . 10(rad/s )B .3(rad/s )C .3(rad/s )D . 1(rad/s )10. 进行串联滞后校正后,校正前的截止频率ωc 与校正后的截止频率ωc ′的关系,通常是( )A .ωc = ωc ′B . ωc > ωc ′C . ωc < ωc ′D . ωc 与 ωc ′无关11. 常用的比例、积分与微分控制规律的另一种表示方法是( )A . PIB . PDC .ID D . PID12. 伯德图中的高频段反映了系统的( )A .稳态性能B .动态性能C .抗干扰能力D .以上都不是13.结构类似的最小相位系统和非最小相位系统相比,最小相位系统一定满足 ( )A .两者幅频特性不同,相频特性也不同B 。

自动控制原理练习题

自动控制原理练习题

⾃动控制原理练习题第⼀章1.开环控制和闭环控制的主要区别是什么?是否利⽤系统的输出信息对系统进⾏控制 2. 电加热炉炉温控制中,热电阻丝端电压U 及炉内物体质量M 的变化,哪个是控制量?哪个是扰动?为什么?3. 简述⾃动控制所起的作⽤是什么?在没有⼈直接参与的情况下,利⽤控制装置,对⽣产过程、⼯艺参数、⽬标要求等进⾏⾃动的调节与控制,使之按照预定的⽅案达到要求的指标。

4. 简述⾃动控制电加热炉炉温控制的原理。

解答:⼀、⼯作原理:系统分析:受控对象——炉⼦;被控量——炉温;给定装置——电位器⼲扰——电源U ,外界环境,加热物件;测量元件——热电偶;执⾏机构——可逆电动机⼯作过程:静态 ?U=0动态 ?U ≠0⼯件增多(负载增⼤)↑↑→↑→↑→?↓→↓→↑→T U U U U T c a f (负载减⼩)↓↓→↓→↓→?↑→↑→↓→T U U U U T c a f ⼆、温控制系统框图5.⽐较被控量输出和给定值的⼤⼩,根据其偏差实现对被控量的控制,这种控制⽅式称为。

6.简述控制系统主要由哪三⼤部分组成?7.反馈控制系统是指:a.负反馈 b.正反馈答案a.负反馈8.反馈控制系统的特点是:答案控制精度⾼、结构复杂 9.开环控制的特点是:答案控制精度低、结构简单10.闭环控制系统的基本环节有:给定、⽐较、控制、对象、反馈11.⾃控系统各环节的输出量分别为:给定量、反馈量、偏差、控制量输出量。

第⼆章1.⾃控系统的数学模型主要有以下三种:微分⽅程、传递函数、频率特性 2.实际的物理系统都是:a.⾮线性的 b.线性的 a.⾮线性的 3.传递函数等于输出像函数⽐输⼊像函数。

4.传递函数只与系统结构参数有关,与输出量、输⼊量⽆关。

5.惯性环节的惯性时间常数越⼤,系统快速性越差。

6.由laplace 变换的微分定理,(())L x t ''= 。

7.如图质量、弹簧、摩擦系统,k 和r 分别为弹簧系数和摩擦系数,u(t)为外⼒,试写出系统的传递函数表⽰()()/()G s y s u s =。

自动控制原理练习题附部分答案(孙炳达主编)机械工业出版社

自动控制原理练习题附部分答案(孙炳达主编)机械工业出版社

第一章1.开环控制和闭环控制的主要区别是什么?是否利用系统的输出信息对系统进行控制 2. 电加热炉炉温控制中,热电阻丝端电压U 及炉内物体质量M 的变化,哪个是控制量?哪个是扰动?为什么?3. 简述自动控制所起的作用是什么?在没有人直接参与的情况下,利用控制装置,对生产过程、工艺参数、目标要求等进行自动的调节与控制,使之按照预定的方案达到要求的指标。

4. 简述自动控制电加热炉炉温控制的原理。

解答:一、工作原理:系统分析:受控对象——炉子;被控量——炉温;给定装置——电位器干扰——电源U ,外界环境 ,加热物件 ; 测量元件——热电偶; 执行机构——可逆电动机 工作过程:静态 ∆U=0动态 ∆U ≠0工件增多(负载增大)↑↑→↑→↑→∆↓→↓→↑→T U U U U T c a f (负载减小)↓↓→↓→↓→∆↑→↑→↓→T U U U U T c a f二、 温控制系统框图5.比较被控量输出和给定值的大小,根据其偏差实现对被控量的控制,这种控制方式称为 。

6.简述控制系统主要由哪三大部分组成?7.反馈控制系统是指:a.负反馈 b.正反馈 答案a.负反馈8.反馈控制系统的特点是:答案 控制精度高、结构复杂 9.开环控制的特点是:答案 控制精度低、结构简单10.闭环控制系统的基本环节有:给定、比较、控制、对象、反馈11.自控系统各环节的输出量分别为: 给定量、反馈量、偏差、控制量输出量。

第二章1. 自控系统的数学模型主要有以下三种:微分方程、传递函数、频率特性 2. 实际的物理系统都是:a.非线性的 b.线性的 a.非线性的 3. 传递函数等于输出像函数比输入像函数。

4. 传递函数只与系统结构参数有关,与输出量、输入量无关。

5. 惯性环节的惯性时间常数越大,系统快速性越差。

6.由laplace 变换的微分定理,(())L x t ''= 。

7.如图质量、弹簧、摩擦系统,k 和r 分别为弹簧系数和摩擦系数,u(t)为外力,试写出系统的传递函数表示()()/()G s y s u s =。

自控原理习题集

自控原理习题集
解:(1)开环系统由4个典型环节组成:常数K=40积分环节 惯性环节 , ,各环节的转折频率对应依次为惯性环节 , ,将各转折频率标在ω轴上。
(2)画起始段。在ω=1处,20lgK=20lg40=34dB的点为关键点,作斜率为-20dB的关键线延长线,当ω=10,L(ω)=14dB。
A.当 一定时,增大 可以减小tr、tp、ts, 而对MP没有影响
B.当 一定时,减小 可以减小MP使tr、tp和ess增大
C.当 一定时,增大 可以减小MP使tr、tp和ess增大
D.当 一定时,减小 可以减小MP使tr、tp和ess增大
8.典型二阶系统的闭环传函形式为
为无阻尼自然振荡频率, 为阻尼比,若 则系统的单位阶跃响应y(t)为(A)。
D.曲线1欠阻尼二阶系统的单位阶跃响应
曲线2为过阻尼二阶系统的单位阶跃响应
曲线3为临界阻尼二阶系统的单位阶跃响应
6.图6二阶系统的单位阶跃响应(B)。
图6
A.临界阻尼(ξ=1)时,C(t)
B.欠阻尼(0<ξ<1)时,C(t)
C.过阻尼(ξ>1)时,C(t)
D.无阻尼(ξ=0)时,C(t)
7. 对二阶系统 , 下列说法(C)是正确的。
(a)(b)
(c)
图30
解:求 这时方框图如图(b)所示
所以
同样求 方框图如(c)
13.已知系统结构图如图31所示,试求其传递函数。
图31
解:
14.某系统的方框图如图32所示,用方框图化简法求其传递函数 。
图32
](a)
(b)
(c)
解:将分支点a后移至 环节后如图(a)
化简闭环Ⅰ并将分支点b移至输出端如图(b)
(b)图当K>0时所有特征根均位于左半平面,故系统稳定。

自动控制原理典型习题(含答案)

自动控制原理典型习题(含答案)

自动控制原理习题一、(20分) 试用结构图等效化简求下图所示系统的传递函数)()(s R s C 。

解:所以:32132213211)()(G G G G G G G G G G s R s C +++= 二.(10分)已知系统特征方程为06363234=++++s s s s ,判断该系统的稳定性,若闭环系统不稳定,指出在s 平面右半部的极点个数。

(要有劳斯计算表)解:劳斯计算表首列系数变号2次,S 平面右半部有2个闭环极点,系统不稳定。

66.06503366101234s s s s s -三.(20分)如图所示的单位反馈随动系统,K=16s -1,T=0.25s,试求:(1)特征参数n ωξ,; (2)计算σ%和t s ;(3)若要求σ%=16%,当T 不变时K 应当取何值? 解:(1)求出系统的闭环传递函数为:TK s T s TK Ks Ts K s /1/)(22++=++=Φ因此有:25.0212/1),(825.0161======-KT T s T K n n ωζω(2)%44%100e%2-1-=⨯=ζζπσ%)2)((2825.044=∆=⨯=≈s t ns ζω(3)为了使σ%=16%,由式%16%100e%2-1-=⨯=ζζπσ可得5.0=ζ,当T 不变时,有:)(425.04)(425.05.021212/11221--=⨯===⨯⨯===s T K s T T n n ωζζω四.(15分)已知系统如下图所示,1.画出系统根轨迹(关键点要标明)。

2.求使系统稳定的K 值范围,及临界状态下的振荡频率。

解① 3n =,1,2,30P =,1,22,1m Z j ==-±,1n m -=②渐进线1条π ③入射角1ϕ()18013513513590360135135=︒+︒+︒+︒-︒=︒+︒=︒同理 2ϕ2135sr α=-︒④与虚轴交点,特方 32220s Ks Ks +++=,ωj s =代入222K K-0=1K ⇒=,s = 所以当1K >时系统稳定,临界状态下的震荡频率为ω-2.5-2-1.5-1-0.500.5-2-1012Root LocusReal AxisI m a g i n a r y A x is五.(20分)某最小相角系统的开环对数幅频特性如下图所示。

自动控制原理习题

自动控制原理习题

控制原理习题1、试求如下系统的传递函数 R(S)C(S)2、已知控制系统的开环传递函数为:G(S)H(S)=1)+1)(2S +S(4S 1)+K(S (1) 绘制系统的根轨迹草图(若有分离点可估计,不必求出);(2) 确定使系统闭环稳定时K 的取值范围。

3、具有扰动输入n(t)的控制系统如图所示,试求n(t)=1(t)(单位阶跃)时系统的稳态误差。

4、试求下图控制系统的阻尼比,并判断当T=2,K=6时,系统是否振荡。

其中,G(S)= 1+S 1, H(S)=1+TS K .5、已知某系统如下图所示,当τ取何值时系统才能稳定?( 四题图 )( 一题图 )(三题图 )绘制系统稳定时开环频率特性的极坐标图(即幅相曲线)和Bode 图(即对数频率特性曲线)的幅频特性图(用渐近线表示)。

6、设系统如下图所示,试求闭环系统的脉冲传递函数。

7、设非线性系统的方程为x+ x+2.5x+x 2=0试确定系统奇点的位置和类型,大致画出奇点附近的相轨迹图。

8、设复合控制系统如图(1)所示,其中,K 1=2K 2=1,K 2K 3=1,T 2=0.25 ,要求:1)当r (t )=1+t+21t 2 时,系统的稳态误差。

2)系统的单位阶跃响应表达式。

9、已知系统的开环传递函数为G(S)H(S)=1)S(S 3)K(S -+ 1) 画出系统开环幅相曲线(即极坐标图)的大致形状。

2) 试用奈魁斯特稳定判据,分析K 值与系统稳定性的关系。

10、设控制系统如图(2)所示:(3) 绘制系统的根轨迹图;(4) 分析系统的稳定性;( 五题图 )( 六题图 )(图1)(图2)11、设校正装置的传递函数为G c (S)=PS S ++Z 1)将其用作超前校正,z 及p 应怎样选取?分别画出其零、极点分布图和对数幅频特性、相频特性曲线。

最大超前角频率及最大超前角为何值?2)在用于串联校正时,为使最大超前相角发生在被校正系统希望的幅值穿越频率(即截止频率)ωc 上,G c (S)的零、极点z 及p 的位置如何选取?12、设非线性系统由下述方程描述:x+0.5x+2x+x 2=0试求系统的奇点,说明奇点的类型,大致绘出系统在奇点附近的相平面图。

自动控制原理考试试题

自动控制原理考试试题

自动控制原理考试试题在自动控制原理这门学科中,考试试题是检验学生对知识掌握程度和应用能力的重要手段。

下面将为您呈现一套较为全面的自动控制原理考试试题,涵盖了该学科的多个重要知识点。

一、选择题(每题 5 分,共 30 分)1、以下系统中,属于开环控制系统的是()A 空调温度控制系统B 电饭锅的保温控制系统C 自动售货机的投币控制系统D 数控机床的位置控制系统2、系统的传递函数取决于()A 输入信号B 初始条件C 系统的结构和参数D 输出信号3、对于一阶系统,时间常数 T 越大,则系统的()A 响应速度越快B 响应速度越慢C 稳定性越好D 稳定性越差4、二阶系统的阻尼比ζ 越大,则系统的()A 超调量越大B 超调量越小C 调整时间越长D 调整时间越短5、系统的频率特性是指()A 系统在正弦输入下的稳态输出与输入的幅值比和相位差B 系统在正弦输入下的瞬态输出与输入的幅值比和相位差C 系统在单位阶跃输入下的稳态输出与输入的幅值比和相位差D 系统在单位阶跃输入下的瞬态输出与输入的幅值比和相位差6、若系统的开环传递函数为 G(s)H(s) = K /(s(s + 1)(s +2)),则其根轨迹的渐近线与实轴的夹角为()A 60°,180°B 90°,180°C 60°,120°D 90°,120°二、填空题(每题 5 分,共 20 分)1、控制系统的基本要求包括稳定性、快速性和________。

2、线性系统的叠加原理表明,多个输入作用于线性系统所引起的输出,等于各个输入单独作用于该系统所引起的输出的________。

3、闭环控制系统中,误差信号是指________与反馈信号之差。

4、频率特性的对数坐标图又称为________。

三、简答题(每题 10 分,共 30 分)1、简述闭环控制系统的工作原理,并举例说明。

答:闭环控制系统是指系统的输出量对系统的控制作用有直接影响的控制系统。

自控原理习题答案(全)

自控原理习题答案(全)

第一章 习题答案1-11-21-3 闭环控制系统主要由被控对象,给定装置,比较、放大装置,执行装置,测量和变送装置,校正装置等组成。

被控对象:指要进行控制的设备和过程。

给定装置:设定与被控量相对应给定量的装置。

比较、放大装置:对给定量与测量值进行运算,并将偏差量进行放大的装置。

执行装置:直接作用于控制对象的传动装置和调节机构。

测量和变送装置:检测被控量并进行转换用以和给定量比较的装置。

校正装置:用以改善原系统控制性能的装置。

题1-4 答:(图略)题1-5 答:该系统是随动系统。

(图略) 题1-6 答:(图略)第二章习题答案题2-1 解:(1)F(s)=12s 1+-Ts T(2)F(s)=0.5)421(2+-s s(3)F(s)=428+⋅s es sπ (4)F(s)=25)1(12+++s s(5)F(s)=32412ss s ++ 题2-2 解:(1) f(t)=1+cost+5sint(2) f(t)=e -4t(cost-4sint) (3) f(t)=t t t te e e 101091811811----- (4) f(t)= -t t tte e e ----+-3118195214 (5) f(t)= -t te e t 4181312123--+++ 题2-3 解:a)dtduu C R dt du R R c c r 22111=++)( b)r c c u CR dt du R R u C R dt du R R 1r 12112111+=++)( c) r r r c c c u dtdu C R C R dtu d C C R R u dtdu C R C R C R dtu d C C R R +++=++++)()(1211222121122111222121 题2-4 解:a) G(s)=1)(212++s T T sT (T 1=R 1C, T 2=R 2C )b) G(s)=1)(1212+++s T T s T (T 1=R 1C, T 2=R 2C )c) G(s)= 1)(1)(32122131221+++++++s T T T s T T s T T s T T (T 1=R 1C 1, T 2=R 1C 2, T 3=R 2C 1, T 4=R 2C 2 ) 题2-5 解:(图略) 题2-6 解:33)(+=Φs s 题2-7 解:a) ksf ms s +-=Φ21)(b) )()()(1))(1)(()(21221s G s G s G s G s G s +++=Φc) )()(1)())()(()(31321s G s G s G s G s G s ++=Φd) )()()()(1))()()(323121s G s G s G s G s G s G s -+-=Φe) G(s)=[G 1(s)- G 2(s)]G 3(s)f) )()()()()()()()()()(1)()()()()(43213243214321s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s +-++=Φg) )()()()()()()()(1)()()()(43213212321s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s -+-=Φ题2-8 解:102310)1()()(k k s s T Ts k k s R s C ⋅++++⋅=1023101)1()()(k k s s T Ts k k s N s C ⋅++++⋅=1023102)1()()(k k s s T Ts s T k k s N s C ⋅++++⋅⋅⋅= 题2-9 解:)()()()(1)()()(4321111s G s G s G s G s G s R s C +=)()()()(1)()()(4321222s G s G s G s G s G s R s C +=)()()()(1)()()()()(432142121s G s G s G s G s G s G s G s R s C +=)()()()(1)()()(4321412s G s G s G s G s G s R s C +=题2-10 解:(1)3212321)()(k k k s k k k s R s C +=3212032143)()()(k k k s s G k k k s k k s N s C +⋅+=(2) 2140)(k k sk s G ⋅-= 题2-11 解:122212211111)()1()()(z z s T s T T C s T T s T k k s s m m d e L ⋅++⋅+++⋅=ΘΘ (T 1=R 1C, T 2=R 2C, T d =L a /R a , T m =GD 2R a /375C e C m )第三章 习题答案3-1. s T 15=(取5%误差带) 3-2. 1.0=H K K=2 3-3.当系统参数为:2.0=ξ,15-=s n ω时,指标计算为:%7.52%222.0114.32.01===-⨯---e eξξπσs t ns 352.033=⨯==ξωs t n p 641.02.01514.3122=-⨯=-=ξωπ当系统参数为:0.1=ξ,15-=s n ω时,系统为临界阻尼状态,系统无超调,此时有:st ns 95.057.10.145.67.145.6=-⨯=-=ωξ3-4.当110-=s K 时,代入上式得:110-=s n ω,5.0=ξ,此时的性能指标为:%3.16%225.0114.35.01===-⨯---e eξξπσs t ns 6.0105.033=⨯==ξωs t n p 36.05.011014.3122=-⨯=-=ξωπ当120-=s K 时,代入上式得:11.14-=s n ω,35.0=ξ,此时的性能指标为:%5.30%2235.0114.335.01===-⨯---e eξξπσs t ns 6.01.1435.033=⨯==ξω由本题计算的结果可知:当系统的开环放大倍数增大时,其阻尼比减小,系统相对稳定性变差,系统峰值时间变短,超调量增大,响应变快,但由于振荡加剧,调节时间不一定短,本题中的调节时间一样大。

自动控制原理习题

自动控制原理习题

《自动控制原理》习题习题11有一水位控制装置如图所示。

试分析它的控制原理,指出它是开环控制系统闭环控制系统说出它的被控量,输入量及扰动量是什么绘制出其系统图。

2 某生产机械的恒速控制系统原理如图所示。

系统中除速度反馈外,还设置了电流正反馈以补偿负载变化的影响。

试标出各点信号的正负号并画出框图。

3图示为温度控制系统的原理图。

指出系统的输入量和被控量,并画出系统框图。

4.自动驾驶器用控制系统将汽车的速度限制在允许范围内。

画出方块图说明此反馈系统。

5.双输入控制系统的一个常见例子是由冷热两个阀门的家用沐浴器。

目标是同时控制水温和流量,画出此闭环系统的方块图,你愿意让别人给你开环控制的沐浴器吗?6.开环控制系统和闭环控制系统各有什么优缺点?7.反馈控制系统的动态特性有哪几种类型生产过程希望的动态过程特性是什么习题 21 试分别写出图示各无源网络的传递函数。

习题1图2 求图示各机械运动系统的传递函数。

(1)求图a的=(2)求图b的=(3) 求图c的=习题2图3 试分别写出图中各有源网络的传递函数U2(s)/ U1(s)。

习题3图4 交流伺服电动机的原理线路和转矩-转速特性曲线如图所示。

图中,u为控制电压.T为电动机的输出转矩。

N为电动机的转矩。

由图可T与n、u呈非线性。

设在某平衡状态附近用增量化表示的转矩与转速、控制电压关系方程为k n、k c为与平衡状态有关的值,可由转矩-转速特性曲线求得。

设折合到电动机的总转动惯量为J,粘滞摩擦系数为f,略去其他负载力矩,试写出交流伺服电动机的方程式并求输入为u c,输出为转角θ和转速为n时交流伺服电动机的传递函数。

习题4图5 图示一个转速控制系统,输入量是电压V,输出量是负载的转速,画出系统的结构图,并写出其输入输出间的数学表达式。

习题5图6 已知一系统由如下方程组组成,试绘制系统框图,求出闭环传递函数。

7 系统的微分方程组如下:其中K0,K1,K2,T均为正常数。

自动控制原理考试真题

自动控制原理考试真题

选择题:自动控制系统中的“开环控制”是指:A. 控制器直接对系统输出进行反馈控制B. 控制器不依赖系统输出反馈,仅按设定值进行控制(正确答案)C. 系统输出与输入之间不存在任何联系D. 控制器仅在系统出现偏差时工作下列哪个环节属于自动控制系统的基本组成之一?A. 执行器(正确答案)B. 环境因素C. 外部干扰D. 初始条件在自动控制系统中,传递函数通常用来描述:A. 系统的动态性能(正确答案)B. 系统的静态误差C. 系统的稳定性判据D. 系统的结构特点对于一个线性定常系统,其稳定性判据通常不包括:A. 劳斯判据B. 奈奎斯特判据(正确答案,应为奈奎斯特稳定性判据的简化形式“奈氏判据”,但考虑语境仍判断此为核心意思)C. 赫尔维茨判据D. 伯德图法在控制系统的校正设计中,超前校正主要用于改善系统的:A. 稳定性B. 稳态精度C. 瞬态响应(正确答案)D. 抗干扰能力下列哪个概念与自动控制系统的“能控性”直接相关?A. 系统能否在有限时间内达到任意状态(正确答案)B. 系统在外部干扰下的稳定能力C. 系统输出跟随输入变化的准确程度D. 系统对初始条件的敏感程度在自动控制理论中,“根轨迹法”主要用于:A. 分析系统稳定性(正确答案)B. 设计系统控制器C. 计算系统传递函数D. 评估系统性能指标对于一个二阶系统,其阻尼比ξ对系统响应的影响是:A. ξ越大,系统响应越快B. ξ越小,系统超调量越大(正确答案)C. ξ对系统稳态误差无影响D. ξ与系统稳定性无关在频率响应法中,系统的相对稳定性可以通过以下哪个参数来评估?A. 相位裕度(正确答案)B. 阻尼比C. 静态误差系数D. 穿越频率对应的增益。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

习题一1. The differential equation of a system shown below, try to establish the dynamic structure diagram of the system and determine the transfer function Y(s)/R(s),Y(s)/N 1(s), Y(s)/N 2(s).dt)t (dy dt )t (y d )t (x )t (n )t (x )t (x )t (x dt)t (dx )t (x )t (x )t (x )t (x )t (x )t (n )t (y )t (r )t (x +=-==-==+-=22524534523121110232. A Feedback control system has the structure shown in figure 2. Determine the K 1 and K 2 so that the unit step response y(t) has T p =0.5s and P.O=2%.Figure 23.When the input signal of the system is t )t ()t (r +=1, the measured output response for t e .).t ()t (y 109090--+=.(1) Determine the system transfer function)s (R )s (Y . (2) For a unit step input and a unit ramp input ,calculate the steady-state error respectively.4. A negative feedback system has a loop transfer function22)s (s K)s (GH +=. (1) Using the Routh-Hurwitz criterion, find the value of the gain K when the closed-loop system has two poles on the imaginary axis.(2) Find the value of the gain K when s=-3 and other roots of the characteristic equation. 5.A unity feedback system has a plant211)s ()s (K )s (G -+=(1)Sketch the root locus of the closed-loop system. (2)Determine the range of K for stability. (3)Find the gain K at the breakaway point.6.Logarithm amplitude frequency characteristic curve of minimum phase systems shown below, write out the system transfer function respectively.L(w)dBL(w)dB 07. A unity feedback control system has a plant)s)(s (s )s ()s (G 13012110+++=(1) Plot the Bode diagram of G(s).(2) Determine the phase margin PM and gain margin GM. (3) Plot the polar plot and Mark GM, PM on the this map.习题二1. A unity negative feedback control system has the plant)2()(K s s K s G +=(1) Determine the percent overshoot due to a unit step input. (2) For what range of K is the settling time less than 1 second? 2. A control system is shown in figure 2.(1)when r(t)=t and n(t)=t, determine all steady-state error of the system.(2)when r(t)=1(t) and n(t)=0,determine the P.O and Ts.Figure 23. A control system shown in figure 3.one controller is the proportional controller, Gc(s)=Kp. determine the range of Kp of stable system .Figure 34. The unit-step response of a unity feedback system t t e e t y 10602.12.01)(---+= (1)Find the transfer function of the system)()(s R s Y .(2)Find the open-loop transfer function G(s). 5.A unity feedback system has a plant )0,0(,)10(1()()(>>-+=T K s T K s H s G s s )(1)when T=1,Sketch the root locus for 0<K<∞. Find the range of K when all roots are negative real parts.(2)when K=10,sketch the root locus for 0<T<∞.Determine the range of T of the stable system.6. the following open-loop transfer function G(s)H(s) have no poles on the right half s-plane , their polar plots shown in figure 6. Please analyze the stability of the corresponding system.Figure 67. A closed-loop control system shown in Figure 7.(1)Draw the Bode plot of the open-loop transfer function G(s).(2)Calculate the phase margin.(3)Prove the phase is -180°when 14.0=ω and find out the gain margin.Figure 7习题三一、A control system is shown in Figure 2.1(a)and Figure2.1(b), find the transferfunction()()Y s R s (()0D s =), ()()E s R s (()0D s =), ()()Y s D s (()0R s =), ⊗⊗)(1s G )(2s G )(s H )(s Y ()D s )(s R )(s E -+Figure 2.1 (a)Figure 2.1 (b)二 、 A unity feedback system has a plant2)1()(+=s Ks G . (1) Plot the polar plot for )(s G when 4=K ; (2) Calculate the phase and magnitude at 1=ω; (3) Determine the range of K for which the system is stable; (4) Calculate the steady-state error ss e for input ()sin r t t =.三、A control system is shown in Figure 4.1,Where )(sG C =1+sK I, )(s G P =25(2)s s +.Figure 4.1(1) To assure the system is stable, determine the condition that I K ,t K should satisfy ;(2) When I K =0, t K ≠0, determine the value of t K when the percent overshoot(P.0%) is 16.3%; (..%P O =)(3) For the condition of (2), find the time response y(t) for a step input r(t)=A, fort>0;(4) When I K ≠0, t K ≠0, find the steady-state error ss e for input r(t)=10+2t.四、 A unity feedback system has a plant2)4()(+=s s Ks G (1) Sketch the root locus for 0<K<∞;(2) Determine the value of the roots on the axis j -ω and the gain K required for those roots;(3) Determine the range of K , that result in a system that satisfy step response with no overshoot.五、The open-loop bode plot of a unity feedback system are shown in Fig.6. (1)Find the open-loop transfer function G(s);. (2)Determine the phase margin and gain margin ;. (3)When K=20,whether the system is stable.;0-90-180-270Figure 6六、The unity feedback system has open-loop transfer function ,)15.0(100)(0+=s s S GThe bode plot of 0()()c G s G s is shown in Fig.7.Fig.7(1)Determine the transfer function of compensator Gc(s)(2)When 9.04/g w rad s ,determine the phase margin of the system aftercompensation.习题四1. Determine the transfer function Y(s)/R(s).R(s)s1sK 1K 2K 3Y(s)---..2.A Feedback control system has the structure shown in figure 2.Figure 2(1)Show the permissible area for the poles of Y(s)/R(s) in order to achieve P.O≤ 16.3% and t s ≤4s .(2)When ζ=0.5 and ωn =10, determine the value of K and β. (3)Determine the steady-state error for a step and a ramp input.3.A system has the transfer function15815)()()(2++==s s s R s Y s T Determine its unity step response and its unity impulse response.4.A unity negative feedback system has a loop transfer function)1()1()5.0()(2-++=s s s K s G . (1)Sketch the root locus of q(s)=1+G(s)=0. (2)Determine the range of K for stability.(3)Find the value of the gain K when s=0 and other roots of the characteristic equation.5.The polar plot of the open-loop transfer function of asystem is shown below. (Fig.5(2))(1) the corresponding transfer function is the followingwhich form? (Fig.5(1))(2) determine the stability of the system using Nyquist stability criteria.)Ti ,K (,)s T )(s T )(s T (K )s (H )s (G )b ()T ,K (,)s T )(s T (T (K )s (H )s (G )a (i 0011100111321213>>+++=>>+++=s s )Fig.5(1)Fig.5(2)6.Logarithm amplitude frequency characteristic curve ofminimum phase systems as shown below, write out the system transfer function respectively.7. A unity feedback control system has a plant)s )(s (s )s (G 3212++= (1) Plot the Bode diagram of G(s).(2) Determine the phase margin PM and gain margin GM.(3) Plot the polar plot and Mark GM, PM on the map.。

相关文档
最新文档