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2017年重庆大学自动控制原理复试实战预测五套卷

  摘要

一、简答题

1. 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。

2. 在根轨迹校正法中,当系统的静态性能不足时,通常选择什么形式的串联校正网络?网络参数取值与校正效果之间有什么关系?工程应用时应该注意什么问题?

【答案】(1)校正装置的形式为实轴上,零极点

非常靠近虚轴,且与受控对象的其他零极点相比可以构成一对偶极子。由于增加一对偶极子基本不改变系统的动态性能,但可以增大系统的开环增益,从而达到减小系统静态误差的目的。

(2)零极点之比校正前开环増 益的

的取值越大,系统开环增益增加幅度越大,因为校正后的开环增益是倍。

,即滞后校正装置。零极点均在负

(3)在工程实施时,考虑到系统的稳定性,极点不能太靠近原点。

3. 在经典控制理论中,负反馈控制是一种最基本的控制方式,也是一种常用的校正方式,试举例论述采用负反馈控制的优点。

【答案】负反馈主要是通过输入、输出之间的差值作用于控制系统的其他部分,是按偏差进行调节。负反馈系统抗干扰性好,控制精度高,系统运行稳定。

二、分析计算题

4. 设系统的传递函数为

(1)写出系统的能控标准形状态空间表达式;

(2)写出系统的对角线标准形状态空间表达式并画出模拟结构图,判断态杰的能控性、能观性

【答案】(1)由题意可得系统得能控标准型为

(2)使用留数法求得

进行拉普拉斯反变换可得

得系统的对角型状态空间表达式为

系统的模拟结构图如图所示。

从模拟结构图可知系统的状态是完全能控能观的。

5. 单位负反馈二阶系统的单位阶跃响应曲线如图所示。试确定系统的开环传递函数。

【答案】由题意可知系统的闭环传递函数为

开环传递函数为

由图可知系统的超调量为

解得系统的阻尼比根据系统的峰值时间

解得

因此系统的开环传递函数表达式为

6. 已知采样系统的结构图如图所示,要求:

(1)若使系统在

作用时稳态误差为0.1,试确定采样周期T 的值;

(写出前三项即可)。

(2)求系统在上述采样周期下的单位阶跃响应提示:

【答案】(1)由采样系统的结构图可得出系统的开环传递函数为:系统的开环脉冲传递函数为:

系统的静态速度误差系数系统在(2)

作用时稳态误差

时,系统的闭环传递函数为:

,解得