2017年西安电子科技大学9044基础综合知识四(材料力学、自动控制)之自动控制原理复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。
【答案】
表
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． LRC 网络如图所示。
（1）建立以电容电压输出的状态空间表达式；
（2）分析状态能控条件和能观条件。
电感电流
为状态变量，控制电压
为输入，电流
为
图
【答案】（1）状态空间表达式为
（2）时，状态能控能观；当时，状态不能控也不能观。
图1
5． 非线性系统如图1所示，其中
（1）当（2）当
时，写出平面上相轨迹的等倾线方程；
时，用描述函数分析系统的自由运动，若能产生自振，确定K 与T 的数值，使
频率
（理想继电特性的描述函数
可知
）
输出点c 处的振幅
【答案】（1）写出相轨迹的等倾线方程，由
系统分段线性微分方程为
其中
为等倾线斜率。故得
平面上的等倾线方程
图 2
（2）将系统等效为典型结构形式，其中
绘令
处的自振振幅为
与
则
曲线，如例图2所示。可知系统存在稳定自振。
求得在
点的自振频库
可求得在点
由
之间关系，易得
代入
求得
6． 已知系统的开环传递函数为
（1）当环稳定性。
（2）对于此类系统，试分析什么？
【答案】令
代入传递函数整理可得
（1）当
时，代入可得
和三者满足何种关系时系统有可能稳定，稳定的条件是
时，试绘制系统的奈奎斯特（极坐标）草图，并判断其闭
图
令其虚部为0, 系统的奈奎斯特图如图所示。系统为II 型系统，系统开环函数在虚轴右侧的极点数P=0, 曲线顺时针补偿180°，正穿越次数
负穿越次数
系统
闭环不稳定，闭环传递函数在虚轴右侧的极点数为2。
（2）根据系统频率特性表达式，观察其虚部。 （i ）当其与实轴没有交点时，结论同（1）。 （ii ）当与实轴有交点，
稳定的条件为此时的实部<-1。