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2017年扬州大学信息工程学院832自动控制理论考研题库

  摘要

一、分析计算题

1 离散系统结构如图1所示,采样周期.

试用W 变换法设计数字控制器。

图1

【答案】广义对象的脉冲传递函数

进行W 变换

因为要求

故令

取K+2, 则未校正系统在W 域的开环传递函数为

得到伪频率特性

画出对数伪幅频特性如例图2。

要求稳态速度误差系数

相角裕度

图2

由图中可以看出未校正系统伪剪切频率为

相角裕度

采用超前校正,若取

校正后系统在W 域的开环传递函数为

校正后系统的伪剪切频率

相角裕度

可知满足设计的要求。 数字控制器脉冲传递函数为

2. 某单位反馈控制系统,开环传递函数为

当调整

态误差过大,为满足稳态要求,K 应为串联滞后校正。

绘制幅频特性如图所示。

时,系统刚好满足动态指标的要求。但在

试问有什么办法可以解决这一矛盾。

时,稳

【答案】増益扩大10倍将导致对数幅频曲线上移,使截止频率増大,稳态误差过大,可采用

可得

增益扩大10倍对数幅频曲线上移,要保证截止频率不变,则可增加惯性环节

为保证高频段与原系统重合,増加一阶微分环节

根据校正后的幅频特性,有

解得

校正后系统的传递函数为

因此校正环节传递函数为

3. 采样系统的结构如图所示,采样周期T+ls,输入为单位阶跃信号,试求:

(1)系统的闭环脉冲传递函数; (2)系统的输出响应(3)

(算至n+5);

【答案】(1)系统连续部分的传递函数为

开环脉冲传递函数为

闭环脉冲传递函数为

(2)系统输出的Z 变换表达式为