中国矿业大学常俊林版《自动控制原理》复习1doc.docx
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中国矿业大学常俊林版《自动控制原理》复习1doc
一(10分)简答题
1.比较开环控制和闭环控制的优缺点,画出闭环控制系统方框图。
2.PID控制器在控制系统中P、I、D分别所起主要作用(吋域)。
二3分)求控制系统结构图的传递函数肃"
三(10分)设二阶系统的单位阶跃响应曲线如图所示,如果该系统为单位负反馈控制系统,试确定其闭环传递函数。
四(10分)设单位负反馈控制系统的开环传递函数为
G(S)=器号,试求参考输入e=1+(时的稳态误差。
五(10分)下图为扰动作用下的控制系统方框图:
D(S)
试证明:
典型扰动2)(5)=-输入下,乩=0。
S
六(10分)设单位负反馈系统的开环传递函数为:
若耍求闭环特征方程的实部均小于-1,K值应取什么范围?
七(10分)已知开环传递函数的零、极点分布图,试绘制相应的闭环根轨迹草图。
八(10分)设单位负反馈控制系统的开环传递函数为
试确定使控制系统稳定的K值范圉。
"Im
(-1:
0j)
0
九(20分)、设单位负反馈控制系统的开环传递函数为:
要求己校止系统的相角裕量y>40°,幅值裕量为>6dBo
(1)画出未校正系统Bode图,
(2)求未校正系统的相角裕量;
(3)确定串联超前网络的参数及Bode图。
自动控制原理试题参考答案与评分标准
一(10分)简答题
(6分)1.比较开环控制和闭环控制的优缺点,画岀闭环控制系统方框图。
闭环控制:
为偏差控制,可以抑制内(系统参数变化)、外扰动(负载变化)对被控制量产生的影响,因此,控制精度高。
但是结构复杂,成本高,系统设计、分析麻烦。
开环控制:
顺向作用,没有反向的联系,没有修正偏差能力,抗扰动性较差。
结构简单、调整方便、成本低。
在精度要求不高或扰动影响较小的场合,这种控制方式述有一定的实用价值
(4分)2.P1D控制器在控制系统中P、I、D分别所起主要作用。
P:
降低系统的上升时间,改善系统稳态精度
I:
改善系统稳态精度
二(10分)
C(S)=片纠+QA=也+叽
&S)A1—厶
C(S)==(G[+G2)G3+GG
R(S)~~1+(G,+G2)H
三(10分)
xl00%=l.3-1=30%
g=0.36
71
©Jl-0.36?
=o」s
co=33.61radIS
M(s)=
33.672
S2+24S+1134
四(10分)
=lime(r)=limSE(s)=lim
JT8$t0$t0
SR(s)
l+H(s)G(s)
lim
・$T()
S(g+当)
ss2
]I10(S+2)
S(S+4)
五(10分)
HmS^(5)(-G2(5))
1+G((5)G2(5)
lim
5—>0
=0
六(10分)
解:
(5分)
特征方程式:
S?
+9S2+18S+K=0,取S二Z-1空=K
R(s)1+G(S)S'+9S2+18S+K
新的特征方程式:
(Z-1)3+9(Z-1)2+18(Z-1)+K二0
Z3+6Z2+3Z+K-10=0
(5分)
列劳斯表
S31K-10
S263
S118—(K—10)
6
S。
K-10
AT<28
18—(K—10)28_K
66
K—10>0,K〉10
10 八(10分) G(jco)= (5分)临界稳定条件 A(a))=—«=1 a)^Jl+4a)2 0-10 —90—tg20—0.2^9•57.3°—-180 Alm 3=1・6吆 K=5.36 C 稳定范围: K<5.36 K (』0j) C0=8 ~~6 九(20分) (5分) (1)画出未校正系统Bode图; G(jco)二 10 jco(0.25jco+1)(0.1jco+1) 要求己校正系统的相角裕量,截止频率 (5分) (2)求未校正系统的相角裕量; 10 j\y(0.25jco+1)(0.1jco+1)3;=6.3rad/s Y=180°+0(e: )=180°—90°-tgt0.25*6.3—垢一】0」*6.3 =180°-90°-57.58°-32.11°=0.2° (5分)(3)确定串联滞后网络的参数及Bode图; 0‘(0)=_180°+45°+7°=—128°=-90°-^''0.25^-zg-'O (5分)(4)画岀校正后系统Bode图/=180°+^.)=180°-90°_/gT0.25*2_/gT0」*2+/gT5*2_/gT25*2 =180°-90°一26.56.58°-11.31°+84.3°一88.9°=47.5° ▲L@)dB
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