控制工程试题课件.ppt

《控制工程试题课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、习题讲解三一、填空1、对于反馈控制系统，按反馈信号作用情况可分为:、两种;按控制系统有无反馈情况分为:和控制系统。正反馈负反馈开环控制闭环2．控制系统基本要求可归纳为、和三个方面。稳快准3．传递函数定义为_______________________________________________________。5．按系统响应产生的原因分为响应和响应。7题图6．如图示机械系统输入力，输出位移，则该系统的微分方程为。4．已知系统的传递函数为，则其微分方程为。零输入零状态线性系统在零被始条件下,输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比7．一阶系统的传

2、递函数为，其幅频特性为、相频特性为。＋＋＿8题图8．如右图所示控制系统方框图，其中为系统的输入，干扰信号。则该系统的开环传递函数__________,干扰信号为零时,则闭环传递函数为______,此时的偏差传递函数为_________。输入信号为零时,则干扰作下的传递函数为________,此时的偏差传递函数________________。9．已知某控制系统的闭环特征方程式为：则该系统有个特征根，该系统(稳定、不稳定)。五不稳定10．不稳定现象产生的原因，控制系统稳定的定义_____________________________稳定的条件为___

3、__________________________。11．校正是指，按校正环节的频率特性分为相位校正，相位校正，相位校正和滞后超前校正。12．已知开环系统为，不恰当的反馈系统在初始条件的作用下，随着时间趋于无穷大，而输出响应逐渐趋于零。闭环特征根全部具有负实部在系统中增加一些环节，用以改善系统性能超前滞后当输入为单位阶跃函数时，系统的稳态偏差为_，当输入为单位速度输入时，稳态偏差为___，单位加速度输入时，稳态偏差为。二．判断正误（）１．控制系统的被控变量简称控制量。（）２．闭环系统稳定，则其开环系统未必是稳定的。（）３．由系统初始状态引起的响应，

4、称为零状00.5∞√ΧΧ态响应。（）４．控制系统的谐振峰值就是系统的最大超调量．（）５．稳定的系统不一定是非最小相位系统。（）６．Nyquist判据既能反映绝对稳定性,也能反映相对稳定性,但不能用于延迟系统.（）７．Routh判剧不能反映相对稳定性，但能用于具有纯滞后的系统。Χ√ΧΧ（）８．系统阶跃响应随时间趋于无穷大而不衰减到零，则系不稳定。（）９．误差不仅与系统结构和参数有关，而且还与输入有关，但与干扰信号无关。（）１０．对单位负反馈系统，误差与偏差是相等的。√ΧΧ－三题图1.该系统的闭环传递函数?2.校验该系统的各参数是否满足要求?3.若不满足

5、要求，则对该系统进行微分反馈控制校正，并画出新的控制系统方框图，求满足条件的微分时间常数。三、计算题(一)有一位置随动系统，其方框图如右所示，当系统输入单位阶跃函数时，要求。试求：解：(1)求出闭环传递函数的标准形式：(a)所以有：故系统不能满足要求。(2)求系统是否满足要求(3)引进微分反馈校正后系统如(b)图所示，求出闭环传递函数为：要使：要求:现有：故解得：(b)（二）已知控制系统开环传递函数试求：１.利用Nyquist判据，讨论闭环系统的稳定性（要求绘出图形）；２．求出幅值裕度和相位穿越频率，并在图上标出。解：开环系统在S平面右半平面内无极点

6、，即P=0当时，求坐标轴的交点：解得：即当时，故可作出系统的开环Nyquist图如下ReImω=0+ω=0-ω=+∞ω=-∞-11K讨论:ReImω=0+ω=0-ω=+∞ω=-∞-11K1、当时2、当时3、当时N=0，Z=N+P=0所以系统稳定。曲线通过（-1，j0)所以系统临界稳定。N=2，Z=N+P=2，所以系统不稳定。（三）如图所示控制系统，其中输入信号，为干扰信号，试求：1、当时，系统的稳态响应。2、假设干扰信号可测，试设计一校正环节，使其完全补偿干扰对系统的影响。解：系统闭环传递函数为由劳斯判据判断系统的稳定性s2s1s01110010可见

7、，闭环系统稳定。由线性系统的叠加性：(1)仅在输入作用下的稳态响(2)仅在干扰作用下的稳态响应因为干扰信号为正弦信号，故其稳态响应也为同频率的正弦信号。干扰作用下，系统环传递函数为所以因为＋由于干扰信号可测，则可设计如图所示的前馈校正环节。当输入为零时，系统仅在干扰的作下时。