自动控制原理试卷库带答案.doc

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1、一.填空题（每空1分，共14分）1.当扰动信号进入系统破坏系统平衡时，用其动态过程中给定值与测量值之间产生的最大偏差来衡量系统动态过程的准确性2.比例环节的传递函数为G（s）=k。3.单位抛物线函数信号的拉氏变换式1/s3。4.系统特征方程的根具有一个根为零或实部为零时，该系统为临界稳定系统。5.系统位置误差系数Kp=。6.一阶惯性环节的频率特性为7.G（s）=1+Ts的相频特性为。二.分析下述系统的稳定性.（21分）1.已知系统特征方程为:D(s)=s4+2s3+s2+2s+1=0试判断系统的稳定性;（4分）（4分）1.系统不稳定,有2个根在右半S平面.2.

2、最小相角系统的开环幅相曲线如图1所示,试确定系统的稳定性;（4分）ImReω=∞ωc=ω1-1ω=00图1ω1L(ω)20-90-180ωcф(ω)ω图2（4分）2.系统临界稳定.3.开环对数频率特性如图2所示,而且有v=1,p=1试判断系统的稳定性;（6分）（6分）3.系统稳定.（7分）4.最小相角系统开环增益为K时,对数幅频特性L(ω)如图3所示,现要求相角裕度为γ=45°,试确定开环增益如何变化?（7分）L(ω)60ω1-20ωcω-40图34.K值减小到原来的1/2.C(s)R(s)G1G2H1G3H2图4三.系统结构如图4所示,试求系统传递函数Ф(s

3、)=.（8分）Ф(s)=四.已知某单位反馈系统结构图如图5(a)所示,其单位阶跃响应曲线如图5(b)所示,试确定开环增益K和时间常数T1,T2。（10分）1.20H(t)0.950（b）t/s1R(s)C(s)(a)图5五.系统结构如图6所示.（12分）1.试绘制Ta=0时的闭环极点;2.确定使系统为过阻尼状态时的Ta值范围;TaC(s)E(s)R(s)图63.确定阻尼比§=0.5时的Ta值,确定相应的闭环极点位置,并计算此时输入r(t)=t时系统的稳态误差ess（4分）K=20,（3分）T1=0.413S,（3分）T2=4.371S.1.s1=js2=-j（

4、4分）2.2T,t=T,tT时,系统稳定.（4分）2.当τ=T时,系统临界稳定.（4分）3.当τ

5、1分）（2分）八.（13分）[解]（1）系统特征方程为（1分）=>4s3+4s2+4s+s+a=0=>（1分）等效开环传递函数为G’(s)=a由0→∞变化为一般根轨迹。（1分）1）开环极点-p1=0,-p2,3=0.5。（1分）2）渐进线与实轴的交点-σ=-1/3，渐进线倾角θ=60°，180°，300°。（1分）1）实轴上的根轨迹在区间2）分离点（1分）由P’(s)Q(s)-P(s)Q’(s)=0，得3s2+2s+0.25=0，解得s1=-0.5为起点，s2=-0.17为分离点。A=0.074。3）根轨迹与虚轴的交点。（1分）令s=jω，代入特征方程得-jω

6、3-ω2+j0.25ω+0.25a=0=>4）该系统根轨迹如下图所示jωj0.5（3分）σ-0.5（2）ξ=1时，对应实轴上的根轨迹的分离点，s1,2=-1/6，a=0.074。因为n-m=3>2，所以开环极点之和，求的另一实轴上的极点坐标（1分）（2分）-0.17-0.17-σ3=-0.5-0.5=>系统闭环传递函数为图7e*(t)e(t)c(t)r(t)