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2017年电子科技大学计算机科学与工程学院839自动控制原理考研导师圈点必考题汇编

  摘要

一、分析计算题

1. 单位负反馈最小相位系统开环对数幅频特性如图1所示。

图1

(1)求出系统的传递函数; (2)系统的相位稳定裕值量是多少;

(3)闭环系统对单位阶跃输入和单位斜坡输入的稳态误差分别是多少? (4)画出系统的Nyquist 图。

【答案】(1)由系统开环对数幅频特性图知,转折频率为线的斜率为-20DB/DeC, 该系统为I 型系统,设系统的开环传递函数为

低频段时,折线的方程为

由系统的剪切频率

可得

解得K=100, 则系统的开环传递函数为

(2)由

可得系统相位裕度为

(3)由题意可得

低频段折

整理可得

可见奈奎斯特图与实轴,虚轴都没有交点。

于是系统的奈奎斯特图如图2所示。

图2

2. 分别绘制

【答案】对于系统可得

,可知奇点为整个横轴,其根轨迹如图(a )所示。 (c 为常数)对于系统

,代入

可得

可知没有奇点,令

可得

的相轨迹,并比较两者有何异同。(其中

所有的等倾线的斜率为零,与横轴平行,显然直线此其他的相轨迹不可能超越它,。

满足相轨迹方程,故其是一条相轨迹,因

,又由于相轨迹与横轴垂直,则此时的斜率为无穷大,

即与横轴之间;

故此时等倾线在时的等倾线在

之上;

与x 轴之间,之下;

此种情况下的相轨迹在当当当当

同理可得,当

时,时,

时,此时的相轨迹在横轴下。

故此时等倾线在

时,此时的相轨迹在横轴上;

根据以上分析,采用等倾线法得到系统的相轨迹如图(b )所示。

3. 单位负反馈采样系统,对误差进行采样,保持器为零阶,被控对象传递函数为系统的稳态误差。

(注:

(1)

若采样周期为ls ,求系统临界放大系数K 。(2)若采样周期为ls ,并且输入为单位斜坡函数,求

【答案】(1)系统的开环和闭环脉冲传递函数分别为

系统临界放大系数⑵当

4. 已知某离散(时间)系统的脉冲传递函数为计算法(反 演积分法)求系统在单位阶跃输入信号间函数

【答案】由题意可得

利用部分分式法,有

整理并对照系数得到

解得a=—l ,b=0.368,c=l,代入得到

时,

试分别用部分分式法和留数

作用下的输出响应时