安徽大学10-11年度第学期《自动控制理论》考卷A卷（含答案）.docVIP

安徽大学2009 —2010 学年第一 学期 《自动控制理论》考试试卷（B卷） （闭卷 时间120分钟） 题 号 一 二 三 四 五 六 七 总分 得 分 阅卷人 一、化简题（共15分） 系统的结构图如图所示，试求该系统的闭环传递函数。 二、简答题（共15分） 系统结构图如图所示，已知系统性能， 1) 确定参数K1和(的值； 2) 当时，求稳态误差。 三、绘图题（共15分） 已知单位负反馈系统的开环传递函数为 （1）试绘制K从时的根轨迹图。 （2）请求出闭环系统出现等幅振荡时，所对应的K值。 （3）请求出闭环系统稳定，且对应的阶跃响应为单调曲线时，所对应的K值范围 四、判断题（共15分） 某单位反馈系统的开环传递函数为，求 1.当时，绘制系统的开环幅相曲线，并用奈氏稳定判据判断系统的稳定性以及求出系统的幅值裕度h （12分） 2.当时，在输入时，若使系统稳态输出与输入信号反相，确定的值（3分） 五、设计题（共15分） 设某单位反馈系统的开环传递函数为， 设计串联校正装置使使校正后及 。 六、计算题（共10分） 设某单位反馈系统的开环传递函数为， 设计串联校正装置使使校正后及 。 ] 七、计算题（共15分） 设离散系统如下图所示，其中ZOH为零阶保持器， 试求静态误差系数 （5分） 求系统在作用下的稳态误差 （5分） 求系统的单位阶跃响应 （5分） 安徽大学2009 —2010学年第 一学期 《 自动控制理论》（B卷）考试试题参考答案及评分标准 一、（1）等效变换法： 解（2）：梅逊公式法：系统有2条前向通道，5个回路，无不相交回路。 二、 依条件： 三、（1）特征方程为 由此可知，需要绘制零度根轨迹。 分离点的计算： （2）由特征方程求取根轨迹与虚轴的交点， 此时闭环系统临界稳定，出现等幅振荡，所对应的K＝2。 （3）当K大于0且小于左半平面分离点处对应的K值时，阶跃响应为单调曲线。 将代入到特征方程中，求出K值。 则0K0.536即为所求。 四、解：系统的频率特性为 系统的相频特性为 当时， 当时， 当时， 当时，，代入到中得到 系统的开环幅相曲线如图所示， 而 则，所以系统不稳定。 系统的幅值幅值裕度 当时，在输入时，若使系统稳态输出与输入信号反相，必须满足稳态输出和输入的相位差为（因为这是个滞后系统），即： 所以 五、当k＝12时，未校正系统的剪切频率为： 相角裕度： 2、应增加的相角： 3、 4、校正后系统剪切频率为时，未校正系统的增益为 而未校正系统在处的增益满足： 故有： 则得： 5、 故校正装置的传递函数为： 校正后系统的开环传递函数为： 6、验证：校正后的剪切频率， 满足要求。 六、 （I型系统） 取 校正前 （系统不稳定） 采用串联迟后校正。试探，使 取 取 取 过作，使；过画水平线定出；过作-20dB/dec线交0dB线于。可以定出校正装置的传递函数 校正后系统开环传递函数 验算： 七、1. 系统开环脉冲传递函数为 将代入并整理得 2.待求稳态误差 3. 第 12 页 共 12 页 得分 得分 得分 得分 院/系 年级 专业 姓名 学号 答 题 勿 超 装 订 线 ------------------------------装---------------------------------------------订----------------------------------------线----------------------------------------