2018年同济大学中德学院825自动控制原理考研强化五套模拟题
● 摘要
一、分析计算题
1. 设系统的状态方程为
(1)判断该系统的状态能控性和能观性。 (2)求系统的传递函数矩阵
【答案】(1)系统状态能控不能观。
2. 反馈控制系统如图1所示,取
图1
(1)确定控制器参数①闭环系统稳定; ②使系统的主导极点具有
③使系统的稳态速度误差系数
(2)画出校正后系统的概略根轨迹图。(参数k 从【答案】(1)系统的开环传递函数为
系统的闭环主导极点为
I
要使真正成为系统的主导极点,从根轨迹的角度来看,系统的开环根轨迹必经过闭环主导
的值,要求满足以下条件:
,不要求算出特征点的准确值。)
(3)采用主导极点法简化校正后的高阶系统,并求出它的闭环传递函数。
极点
,得到
整理得到
传递函数为
(2)系统的概略根轨迹如图2所示。
解得
(舍),于是
系统校正后的开环
图2
(3)设另外两闭环极点为
和
则由系统开闭环极点之间的关系可得
与零点
形成偶极子,而且
因此sd 为闭环主导极点,原系统可以化简为II 阶系统
3. 己知系统如图所示,试求:
(1)系统闭环主导极点;
(2)由此闭环主导极点所决定的系统超调量(3)系统的误差系数
及调节时间
图
【答案】(1)系统的闭环传递函数为
因此系统的闭环极点为
(2)由系统闭环传递函数可得
调节时间为
(3
)系统的开环传递函数为
4. 如图所示,一台生产过程设备由液容为
——稳态液体流量
——底箱输入流量对稳态值的微小变化
和的两个液箱组成,图中:
——顶箱输入流量对稳态值的微小变化
底箱输出流量对稳态值的微小变化顶箱稳态液面尚度(m
); 底箱稳态液面局度(m );
顶箱液面高度对稳态值的微小变化(m ): ——底箱液面高度对稳态值的微小变化(m ); 顶箱输出管的液阻——底箱输出管的液阻
试确定输入量与输出量之间的传递函数。