2017年重庆邮电大学J20自动控制原理(同等学力加试)复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 对于最小相位系统而言，采用频率特性法实现控制系统的动静态校正的基本思路是什么？静态校正的理论依据是什么？动态校正的理论依据是什么？
【答案】设校正装置的形式为
，根据开环传递函数的形式以及对系统静态指标
的取值；然后再根据对系统的
的具体要求，确定校正装置中积分环节P 的个数，以及比例环节网络，实施动态校正。
动态指标的要求，根据受控对象的结构特征，选择超前校正网络、滞后校正网络或滞后超前校正
静态校正的理论依据：通过改变低频特性，提高系统型别和开环增益，以达到满足系统静态性能指标要求的目的。
动态校正的理论依据：通过改变中频段特性，使穿越频率和相角裕量足够大，以达到满足系统动态性能要求的目的。
2． 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。
3． 在二阶系统中加入比例微分控制后，使系统的自然振荡频率生了什么变化，对系统性能有哪些改善？
【答案】
设二阶系统校正前的开环传递函数为为为
开环増益变为
校正后的开环传递函数为
加入的比例微分控制，校正后的闭环传递函数
阻尼比变为
阻尼系数和开环增益K 发
可见校正后系统的自然振荡频率变为
系统的超调量变小。
二、分析计算题
4． 控制系统的结构图如图所示。
图
（1）求系统在输入信号R （t ）=1（t ）和扰动信号N （t ）=1（t ）作用下系统的稳态误差； （2）求出系统参数
并计算系统在单位阶跃输入时的超调量
和调节时间
【答案】（1）系统的前向通道传递函数为
当
系统稳态误差为
（2）系统的特征方程为比较典型二阶系统特征方程表达式可得
解得
系统的超调量和调节时间为
5． 求例图（A ）、（B ）、（C ）所示机械系统的微分方程式和传递函数。图中位移输入量和输出量，为弹簧的弹性系数，为粘滞阻尼系数。
分别为
图
【答案】（1）图（A ）中质量的受力如图（D ）所示。 由牛顿第二定律
但是
可得
即
作零初始条件下的拉氏变换，得
故传递函数为
（2）设A 、B 两点如图（B ）所示，A 点位移为对于A 点有
对于B 点有
消去中间变量
可得
因此传递函数为
（3）对于图（C ）中力
的引出点，质量为零，该点受到两个弹簧力
以静态平衡点为位移零点。各物理向量以
向下为正。假设阻尼器质量为零，根据牛顿第二定律：
和一个粘性摩擦
的作用，取力的正方向向下为正，有