2018年西安邮电大学自动化学院828自动控制原理考研核心题库
● 摘要
一、分析计算题
1. 在图1、2中,实线分别为两个最小相位系统的开环对数幅频特性曲线,图中虚线部分表示采用串联 校正后系统开环对数幅频特性曲线改变后的部分,试问:
(1)串联校正有哪几种形式?
(2)试指出图1、2分别采取了什么串联校正方法?
(3)图1、2所采取的校正方法分别改善了系统的什么性能?
图1 图2
【答案】(1)相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后超前校正。
(2)由图1知校正后频率特性曲线低频区改变,采取的是相位滞后校正。由图2知校正后频率特性曲 线中频区改变,剪切频率增加,采取的是相位超前校正。
(3)图1中相位滞后校正提高了低频段的増益,可减少系统的稳态误差。图2中相位超前校正改善了 系统的稳定性,使剪切频率变大,提高系统的快速性。
2. 如图(A )所示为控制扎制钢板厚度的控制系统,扎辊与测厚仪间距离为0.1m ,钢板从轧辊位置运动到测量仪位置需的时间。系统开环传递函数其中,不含延迟环节。的极坐标图如图(B )所示。若钢板匀速运动,从保
证闭环系统稳定性的角度考虑,其运动速度取值范围是多少?
图
【答案】由的极坐标图可以看出其由一个积分环节和一个惯性环节串联组成。
设
令代入上式可得
又由题所示,当时,解得得由图可以看到奈奎斯特图的渐近线为-2, 由的实部表达式可知,当时
解得K=4,于是为
求解含延迟环节的奈奎斯特图第一次与负实轴相交时的频率,
对于系统
要使系统闭环稳定,则则其运动速度
3. 典型二阶系统如图a 所示,其单位阶跃响应曲线如图b 所示。要求:
(1)确定其开环传递函数
(2)系统在r=0.51(t )+47t作用下的稳态误差。
图
【答案】
4. 已知系统的状态卒间模型为
由
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式中
(1)写出系统的闭环传递函数; (2
)求系统的状态转移矩阵;
(
3)判定系统状态可控性及可观性。
【答案】(1)系统的闭环传递函数为
(2
)状态转移矩阵为
(3
)系统完全能观能控。
5. 控制系统的信号流图如图1和图2所示,试分别写出系统的传递函数
图1
图2
【答案】(1)由系统信号流图可知系统的前向通路为
根据MAson 公式可得系统的传递函数为
(2)由系统信号流图可知系统的前向通路为
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