自动控制原理模拟试题9及答案
4页1、自动控制原理模拟试题9及答案一、简答:(合计25分, 共5个小题,每题5分)1) 控制系统的阶次是如何定义的?答:系统传递函数特征方程s算子的最高阶次就是控制系统的阶次。2) 如何从微分方程求得传递函数?需满足什么条件?答:在零初始条件下,对微分方程用拉普拉斯变换,就可以求得传递函数。3) 系统闭环频宽的含义?答:闭环对数幅频特性曲线中,3dB对应的频率,就是系统的闭环频宽。负实轴Nyquist图Bode图0dB线0dB线上0dB线下p线4) 简述Nyquist图和Bode图的对应关系。答:5) 列表阐述0、I、II型系统分别对单位阶跃、斜坡和加速度信号的响应误差。k000kk阶跃斜坡加速度0型I型II型二、改错:(合计15分, 共5个小题,每题3分)1) II型系统的Bode图幅频特性曲线中,穿越频率和开环增益的值相等;I型系统 不相等2) 劳斯稳定判据只能判断线性定常系统的稳定性,不可以判断相对稳定性; 可以0L(w)/dB-20w/(rad/s)1-40-60253) 命题a: 阻尼比决定了超调量的大小。 命题b:相位裕量决定了超调量的大小。 命题a和命题b是矛盾的。 不矛盾4)
2、 闭环传递函数中积分环节的个数决定了系统的类型。开环5)Mason增益公式适用于线性和非线性定常系统。 线性定常系统 (本题合计25分)已知单位负反馈系统的开环传递函数为,1) 绘制该系统的根轨迹;(10分)2) 为保证该系统稳定,试确定K的取值范围;(5分)若该系统存在二阶闭环主导极点,并该主导极点的阻尼比为0.5,求系统的性能指标。(10分)( )解:开环传递函数为: 1)绘制系统根轨迹 起点:0,-1,-2 终点:无穷远 实轴根轨迹: (-,-2) , -1,0 渐近线与实轴交点: -1 交角 60,180,300 分离点: -0.423,-1.577(舍去) 与虚轴交点: s=jw 代入 得 2) 3) 特征根的和(本题合计35分)某单位负反馈最小相位系统,其闭环对数幅频特性曲线如图所示,试求:1) 系统的闭环传递函数;(5分)2) 求系统的开环传递函数并绘制开环Bode图;(10分)3) 求该系统的相位裕量,并判断稳定性;(10分)4) 如果信号作为闭环系统的输入,请写出输出信号的表达式。(10分)解:1)2)3) 因为是一型系统,所以穿越频率所以系统稳定。4)所以=0.5923
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