2017年河海大学969,自动控制原理、微机原理与接口技术之自动控制原理考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 什么是反馈控制原理? 反馈控制系统的主要特点是什么？
【答案】反馈控制原理即按偏差控制的原理。系统的输出量通过反馈通道引入输入端，并与输入信号进行比较产生偏差信号，利用所得的偏差信号产生控制作用调节被控对象，达到减小偏差或消除偏差的目的。反馈控制系统具有抑制任何内、外扰动对被控量产生影响的能力，有较高的控制精度，但结构复杂。
2． 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。
3． 局部反馈校正在控制系统的设计过程中起什么作用？
【答案】局部反馈校正在控制系统中的应用可以减小系统的惯性，加快系统的反映速度，从而提高系统的调节品质。
二、分析计算题
4． 设系统的状态空间描述为
（1）设计状态反馈矩阵K ，使系统闭环极点配置在【答案】（1）
（2）状态反馈后的状态空间表达式为
因为系统的传递函数出现了零极点相消，故状态反馈后系统不完全能观能控。原系统的能观能控性矩阵为
由于
原系统完全可控；
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处；
（2）求出状态反馈后系统零极点形式的传递函数，对出现的现象进行说明。
原系统的能观性矩阵为
由于
原系统元全可观。
状态反馈不改变系统的能控性，故状态反馈后的系统仍然可控，系统的能观性矩阵为
可知状态反馈后系统不可观，是因为状态反馈使系统的传递函数出现了零极点相消破坏了原系统的可观性。
5． 设单位反馈系统的开环传递函数为系统截止频率
相角裕度
。
【答案】校正前开环传递函数转化为
系统的Bode 图如图所示。
，试设计串联校正网络使校正后的
图
由图可得
校正前系统的剪切频率为而校正后截止频率装置的传递
函数为
的影响，取
，得到
校正后的开环传递函数为
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在此频率时的幅值为
小于校正前的剪切频率，故考虑使用滞后校正，设滞后校正
则有
解得为减小滞后环节对系统相角
代入解得
令
代入可得
，满足性能指标。
6． 单位反馈系统开环传递函数（最小相位系统）的幅频特性曲线如图所示。
（1）求系统此时的相角裕度（2
）设计串联校正装置的传递函数误差
闭环系统响应阶跃输入的超调量和调节时间为多少？ ，使系统校正后响应输入
的稳态
而且维持系统开环频率特性的中、高频段和校正前相同。
（3）校正后系统响应阶跃输入的超调量和调节时间和校正前相比较有何变化？
图
【答案】（1）根据系统的Bode 图，得校正前系统的传递函数为
低频段的渐近线方程为
闭环传递函数为
相角裕度为
由系统的闭环传递函数可以得到
超调量
调节时间
（2）系统校正后响应输入统，不妨设串联校正装置
的稳态误差
可知校正后系统至少是II 型系
解得
则校正后系统的开环传递函数为
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