自动控制原理试卷及答案.docVIP

自动控制原理试卷 一、简答题（本大题20分，每小题5分） 1、常见的建立数学模型的方法有哪几种？各有什么特点？ 2、PD属于什么性质的校正？它具有什么特点？ 3、幅值裕度，相位裕度各是如何定义的？ 4、举例说明什么是闭环系统？它具有什么特点？ 二、（10分）空调房间温度对象的数学模型为： 式中： 求传递函数 （10分）系统如图2所示 求：(1)= (2)= 四、（15分） 设单位反馈系统的开环传递函数为 若系统以2rad/s频率持续振荡，试确定相应的K和值 五、（10分）理想PID算式为：，试推导出离散PID的增量式算式。 六、（20分）已知最小相位开环系统的渐进对数幅频特性曲线如图3所示，试： 求取系统的开环传递函数 利用稳定裕度判断系统稳定性 七、（15分） 控制系统方框图如下图所示。 试分析PI控制规律对该系统稳定性能的影响。 . 答案 一、简答题（本大题20分，每小题5分） 1、有以下三种： 1)机理分析法：机理明确，应用面广，但需要对象特性清晰 2)实验测试法：不需要对象特性清晰，只要有输入输出数据即可，但适用面受限 3)以上两种方法的结合,通常是机理分析确定结构，实验测试法确定参数，发挥了各自的优点，克服了相应的缺点 超前校正。可以提高系统的快速性，改善稳定性。 , 既有前项通道，又有反馈通道，输出信号对输入信号有影响。存在系统稳定性问题。 （例子任意） 二、（10分） 三、（10分） （1） （2） 四、（15分） , ,可以利用Routh判据或其它方法解答 五、（10分） 六、（20分） (1) （2） 临界稳定 七、(15分) 自动控制原理试卷 一、简答题（本大题20分，每小题5分） 1、机理法建立数学模型有哪几个步骤？ 2、PI属于什么性质的校正？它具有什么特点？ 3、简述Nyquist稳定判据。 4、举例说明什么是开环系统？它具有什么特点？ 二、（10分）空调房间温度对象的数学模型为： 式中： 求传递函数 三、（10分） 系统如图2所示 求： (1)= (2)C(s)= 四、（15分） 设单位反馈系统的开环传递函数为，若要求闭环特征方程的根的实部均小于-1，问K值应取在什么范围？ 五、(10分) 理想PID算式为：， 试推导出离散PID的位置式算式。 六、（20分） 已知最小相位系统Bode图如图3所示 ，试求系统传递函数。 图3 七、（15分）设具有PD控制器的控制系统方框图如下图所示。试分析PD控制规律对该系统性能的影响。 答案 简答题（本大题20分，每小题5分） 1、a、确定输入输出参数 b、列写原始方程 c、消去中间变量 d、整理成标准形式 2、迟后校正，可以消除余差，但降低稳定性 3、平面上的开环频率响应，当w从变到时，按逆时针方向包围点（-1，j0）p次，其中p为开环传递函数位于s平面右半部的极点数目。 4、只有前项通道，无反馈通道，输出信号对输入信号无影响。不存在系统稳定性问题。 二、（10分） 三、（10分） 四、（15分） 可以利用Routh 判据或其它方法解答。 五、（10分） 六、（20分） 七、（15分） 自动控制原理 求下图所示系统的传递函数。 （10分） 控制系统方块图如图所示： （1）当=0时，求系统的阻尼比，无阻尼自振频率和单位斜坡函数输入时的稳态误差； （2）当=0.7时，试确定系统中的值和单位斜坡函数输入时系统的稳态误差； （16分） 三、设某控制系统的开环传递函数为 试绘制参量k由0变至∞时的根轨迹图，并求开环增益临界值。 （15分） 四、设某系统的特征方程为，试求该系统的特征根。 （12分） 五、设某控制系统的开环传递函数为=，试绘制该系统的Bode图，并确定剪切频率的值。 （15分） 六、某系统的结构图和Nyquist图如图(a)和(b)所示，图中 ，试判断闭环系统稳定性，并决定闭环特征方程正实部根的个数。(16分) 七、设某二阶非线性系统方框图如图所示，其中及，试画出输入信号时系统相轨迹的大致图形，设系统原处于静