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2017年兰州大学自动控制原理(同等学力加试)复试实战预测五套卷

  摘要

一、简答题

1. 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。

2. 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。

3. 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。

二、分析计算题

4. 局部正反馈系统如图1所示。

(1)画出A 从取对应的A 值。

变化时系统的根轨迹;

时闭环根的位置,并求

(2)确定使系统稳定的以的取值范围,在根轨迹上标出阻尼比

图1

【答案】系统的开环传递函数为

系统的闭环传递函数为

特征方程为

整理可得

为变量的0°根轨迹;

系统的开环极点数为

征方程可得

求根轨迹的分离会合点,由方程

显然不在根轨迹的实轴分布上,故舍去,代入可得此时所示。

⑵当

时,系统稳定;当

时,如图2(B )所示,倾角为

即120°

系统根轨迹如图(A )

开环零点数为

根轨迹的渐近线与实轴的交点

代入特

倾角为180°,实轴上的根轨迹分布为

,求根轨迹与虚轴的交点,令令

下面画出以A

和240°的直线与根轨迹相交,交点即为闭环极点的位置。

图2

令闭环主导极点为

将代入系统的特征方程可得

则闭环主导极点为

代入可得此时

5. 系统结构如图所示,其中_输入函数求系统的稳态误差。

【答案】

特征方程

系统稳定。

系统型别

系统静态误差系数:系统在

输入下的稳态误差为:

6. 单位负反馈最小相位系统的对数幅频特性如图所示,求开环传递函数及相位裕度

【答案】由系统的对数幅频特性曲线可设开环传递函数为