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
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。
图
【答案】
特征方程
系统稳定。
由
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
图
【答案】由系统的对数幅频特性曲线可设开环传递函数为
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