重庆大学自动控制原理本科试卷A.doc

重庆大学 自动控制原理

课程试卷

2006 ~2007 学年 第 1 学期

开课学院： 自动化学院

考试日期： 2007-01

考试方式：

考试时间：

120

分钟

题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总 分

得 分

一、（ 20% ）带有保护套管的热电偶的传热过程可用如下的方程组来描述， m 2C 2

dT 2

q 2 q 1

式中，

dt

T 0

：介质温度； T 1 ：热电偶温度； T 2

：套管温度；

dT 1

m 1 C 1 q 1

dt

T 2 m 1

C

1

：热电偶热容；

m 2

C

2

：套管热容；

T 0

q 2

R 2 R 1

：套管与热电偶间的热阻；

R

2

：介质与套管间的热阻

T 2 T 1

q 1

R 1

q

1

：套管向热电偶传递的热量；

q

2

：介质向套管传递的热量

选定 T

作为 ,

T

1

输入作为输出，完成以下要求。

1、

根据所给方程组，画出该过程的动态结构图；

2、 整理出 T

0 和 T

1 之间的传递函数。

二、（ 20% ）系统的动态结构图如图 1 所示，要求输入 r(t) 单位阶跃时 , 超调量

P

20%

，峰值时间

t P

1s

。

1、 试确定 K 和 Kt 的值。

2、在所确定的 K 和 Kt 的值下，当输入 r(t) 单位阶跃时，系统的稳态误差是多 少？

图 1

三、（ 15% ）设单位负反馈系统的开环传递函数为

G( s)

K

s 2 ( s 2)

1、

试绘制系统根轨迹的大致图形 （需给出相应的计算），并讨论参数 K 对系

统稳定性的影响。

2、若增加一个零点z 1 ，此时根轨迹的形状如何？，该零点对系统稳定性

有何影响。

3、上问中，若增加的零点是z 3 ，此时根轨迹的形状又如何？你能作出什

么初步结论？

四、（ 20% ）系统的开环传递函数为：

4

G( s)H (s)

s2 (0.2s1)

1、绘制系统的开环幅频渐近特性(需标注各段折线的斜率及转折频率 )，并求

出系统的相位裕量；

2、在系统中串联一个比例 -微分环节(s1)

，绘制校正后系统的开环幅频渐

近特性，并求出校正后系统的开环截止频率和相位裕量；

3、比较前后的计算结果，说明相对稳定性较好的系统，对数幅频特性在

中频段应具有的形状。

五、（ 15% ）用描述函数法分析图2 所示系统的稳定性，判断系统是否自振，若

N (A)

4M

有自振，求自振频率和振幅。其中：

A

r(t )M

8c(t )

s(s1)( s2)

图 2

六、（ 10% ）已知采样周期T=1s，求图 3 所示系统的闭环脉冲传递函数(z)。

r( t) 1 e Ts 1 c(t)

s s( s 1)