2018年武汉理工大学自动化学院848自动控制原理考研强化五套模拟题
● 摘要
一、分析计算题
1． 画出负反馈控制系统的组成框图，并说明各环节的作用。
【答案】负反馈控制系统的组成框图如图所示。
图
定值环节：给出与期望的被控量相对应的系统输入量比较环节：产生偏差信号
放大环节：对偏差信号进行放大，用来推动执行元件去控制被控对象校正环节：也叫补偿环节，改善控制系统的性能，使系统能正常工作执行环节：直接推动被控对象，使其被控量发生变化测量环节：检测被控的物理量。
2． 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）。
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。
线性区内的斜率
专注考研专业课13年，提供海量考研优质文档！
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
3． 非线性系统如图1
所示，
滞环继电器特性的描述函数为
（1）该系统是否存在自持振荡？自持振荡是否稳定？
（2
）若存在稳定的自持振荡，当要求自持振荡频率应如何取值？
振幅
时，继电器参数h
图1
【答案】（1）求负倒数函数，有
对于
令
代入可得
且其奈氏曲线与实轴、虚轴均无交点。
专注考研专业课13年，提供海量考研优质文档！
在同一坐标轴下画出两者的曲线如图2所示。
图2
可知两曲线相交，因此存在自持振荡，随着A 增大，从稳定区到不稳定区，说明该自持振荡不稳定。
（2）求两曲线的交点，令
由①式可得
由②式可得
易知此式右端关于X 单调递增，由振幅
可得
又自持振荡频率
由①式有
当④式成立时③式也成立，于是继电器参数
4． 已知系统如图所示。
图
（1）画出
时的开环对数幅频特性图，并求出系统的幅值穿越频率
和相角裕度
（2）说明下列表达式各是什么类型的校正装置。