2017年西南石油大学自动控制原理(同等学力加试)考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 系统校正方法通常有哪几种？它们各有什么特点？请简单分析叙述之。
【答案】按照校正装置在系统中的连接方式，控制系统的校正可以分为串联校正，反馈校正和复合校正。
串联校正环节和原系统直接连接，其频率特性直接和原系统的频率特性相加，串联校正对参数变化敏感、简单易用。
反馈校正利用反馈校正装置包围待校正系统中极不利于系统性能的环节，形成局部反馈回路，在局部反馈回 路的开环幅值远大于1的条件下，局部反馈回路的特性主要取决于反馈校正装置，可以忽略被包围的部分，从而 使校正后系统的性能满足要求。反馈校正装置可以削弱系统非线性特性的影响，降低系统的时间常数，提高系统 的鲁棒性，抑止系统噪声。
复合校正主要是为了减小误差，在反馈回路中加入前馈通路，前馈控制主要用于下列场合：①干扰幅值大且频繁、对被控变量影响剧烈、单纯反馈控制达不到要求时；②主要干扰是可测不可控的变量；③对象的控制通道 滞后大、反馈控制不及时，控制质量差时，可采用前馈一反馈控制系统，以提高控制质量。
2． 试述正反馈控制的优缺点。
【答案】（1）优点：可以提高放大环节的放大系数； （2）缺点：容易使系统不稳定。
3． 说明为什么局部闭环校正（并联校正）可以设计成具有较强的抗参数干扰能力？
【答案】局部闭环校正属于反馈校正，反馈校正装置可以削弱系统非线性特性的影响，降低系统的时间常数，提高系统的鲁棒性，抑止系统噪声。
二、分析计算题
4． 已知
求
时系统输出
找出超调量和过渡过程时间
图
【答案】开环脉冲传递函数
闭环脉冲传递函数
当
时，系统输出z 变换为
可知
5． 已知单位反馈系统的开环传递函数为性渐近线如图所示。
（1）写出串联校正装置的传递函数，并指出是哪一类校正；
（2）画出校正装置的开环对数幅频特性渐近线，标明它的转角频率、各段渐近线斜率及高频段渐近线纵坐标的分贝值；
（3）计算校正后系统的相角裕度。
其串联校正后的开环对数幅频特
若取
则
若取
图
【答案】（1）校正后系统的开环传递函数为
传递函数为
（2）校正装置的开环对数幅频特性渐近线如图中右图所示。 （3）校正后系统的相角裕度
6． 非线性系统结构如图1所示，图中非线性特性是饱和特性, 其线性范围为为k ，描述函数为
若要求系统无自振发生，问k 值应如何选取（本题要求结合作图说明）。
线性区内的斜率
则校正装置的
图1
【答案】
当
时，N （X ）的取值范围为（0, k ）, 所以一1/N（X ）的取值范围为
当-1/N（X ）与
不相交时，如图2所示，开环系统无右半平面极点，故系统无周期运
动，即没有自振现象发生。
图2
当X=S时，-1/N（x ）最大为-1/k。 当ω=2时，
曲线与负实轴相交，此时
不相交，即
要使系统无自振则-1/N（x ）与因此系统无自振发生的条件是
7． 已知单位反馈系统的开环传递函数为校正后的系统超调量为原系统的
（允许误差
【答案】系统的开环传递函数为
得到系统的开环对数幅值渐近曲线如图 （a ）所示。由图所示，系统的剪切频率为第二段折线与OdB 相交得到
解得剪切频率为
相角裕度为
试设计一串联超前校正网络，使
），并计算校正前后系统的调节时间
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