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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

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

【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。