自动控制原理(A )试卷.doc
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自动控制原理(A )试卷
一、系统结构如图所示,u1为输入, u2为输出,试求
1.求网络的传递函数G(s)=U1(s)/U2(s)
讨论元件R1,R2,C1,C2参数的选择对系统的稳定性是否有影响。(15分)
二、图示系统,试求,
当输入r(t)=0,n(t)=1(t)时,系统的稳态误差ess;
当输入r(t)=1(t),n(t)=1(t)时,系统的稳态误差ess;
若要减小稳态误差,则应如何调整K1,K2?(15分)
三.已知单位负反馈系统的开环传递函数为.
试确定当闭环系统稳定时,T,K应满足的条件。(15分)
四、已知系统的结构图如图所示,
画出当变化时,系统的根轨迹图;
用根轨迹法确定,使系统具有阻尼比时,K的取值及闭环极点(共轭复根)。(15分)
五、已知最小相位系统的对数幅频特性渐近特性曲线,
1.试求系统的开环传递函数G(s);
2.求出系统的相角裕量;
3.判断闭环系统的稳定性。(15分)
六、设单位反馈系统的开环传递函数如下,
试画出系统的乃奎斯特曲线;
用乃氏判据判断系统的稳定性(15分)
七、已知单位反馈系统的开环传递函数为
使设计一串联滞后校正装置,使系统的相角裕量,幅值裕量,并保持原有的开环增益值。(10分)
自动控制理论B
试求图示系统的输出z变换C(z).(20分)
二.闭环离散系统如图所示,其中采样周期T=1s,(20分)
试求系统的开环脉冲传递函数G(z);
求系统的闭环脉冲传递函数;
确定闭环系统稳定时K的取值范围。
(注:)
三. 设单位反馈线性离散系统如图所示,其中T=1秒,试求取在等速度
输入信号r(t)=1作用下,能使给定系统成为最少拍系统的数字控制器的
脉冲传递函数D(z)。(20分)
四.设非线性系统如图所示, (20分)
1. 试用解析法在 平面绘制起始于 的相轨迹;
2. 求出相轨迹与坐标轴交点的值;
3.说明系统奇点的类型。
五.非线性系统如图所示,(20分)
试用描述函数法分析非线性系统的稳定性;
若存在自持振荡,求振荡频率和振幅。
(注:非线性环节的描述函数)
习题
1-1 试列举几个日常生中的开环控制及闭环控制系统,并说明其工作原理。
1-2 仓库大门自动控制系统的原理如图所示,试说明其工作原理。
1-3 图示为一水箱自动控制系统,试说明其工作原理。
1-4 家用电器中,洗衣机是开环控制还是闭环控制?一般的电冰箱是何种控制?
1-5 图示为一压力控制系统,试说明其工作原理,并画出系统的结构图。
习 题
2-1 试求图示电路的微分方程和传递函数。
2-2 移恒速控制系统的原理图如图所示,给定电压ur为输入量,电动机的转速ω为输出量,试绘制系统的方框图,并求系统的传递函数。(ML为负载转矩,J为电动机的转动惯量,f为粘性摩擦系数,Ra和La分别为电枢回路的总电阻和总电感,Kf为测速发动机的反馈系数)。
2-3 图示电路,二极管是一个非线性元件,其电流
和电压之间的关系为,假设系统
工作在u0=2.39V,i0=2.19×10-3A平衡点,试求在工作点
(u0,i0)附近=f ()的线性化方程。
2-4 试求图示网络的传递函数,并讨论负载效应问题。
2-5 求图示运算放大器构成的网络的传递函数。
2-6 已知系统方框图如图所示,试根据方框图简化规则,求闭环传递函数。
2-7 分别求图示系统的传递函数、、、
2-8 绘出图示系统的信号流图,并求传递函数
2-9 试绘出图示系统的信号流图,求系统输出C(s)。
2-10 求图示系统的传递函数C(s)/R(s)。
2-11 已知单位负反馈系统的开环传递函数
1. 试用MATLAB求取系统的闭环模型;
2. 试用MATLAB求取系统的开环模和闭环零极点。
2-12 如图所示系统
1. 试用MATLAB化简结构图,并计算系统的闭环传递函数;
2. 利用pzmap函数绘制闭环传递函数的零极点图。
习 题
3 – 1 已知系统在零初始条件下的脉冲响应函数如图所示,求其传递函数。
3 – 2 系统在作用下,系统响应
为,试求系统的传递函数。
3 – 3 设单位反馈的开环传递函数
试求系统的单位阶跃响应和各项性能指标。
3 – 4 设单位反馈二阶系统的单位阶跃响应如图所示。试确定系统的开环传递函数。
3 – 5 单位反馈控制系统的开环传递函数如下,试求系统的静态位置、速度、加速度误差系数。
(1)
(2)
(3)
(4)
3 – 6 图示系统传递函数为
误差e定义为r – c ,且系统稳定,试确定系统在阶跃信号作
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