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2017年南京信息工程大学信息与控制学院817自动控制原理考研冲刺密押题

  摘要

一、分析计算题

1. 单位负反馈系统的开环对数幅频特性渐近线如图1所示。

图1

(1)求开环传递函数G (s );

(2)由渐近线求系统的增益裕度和相位裕度;

(3)求单位阶跃、单位斜坡、单位抛物线输入下的稳态误差; (4)画出开环系统的Nyquist 图。 【答案】(1)系统开环传递函数为

(2)剪切频率为(3)

增益裕度

相位裕度为

(4)开环系统的奈奎斯特图如图2所示。其中,箭头方向为频率増大方向。

图2

2. 设控制系统的结构图如图(a )所示。

(1)试确定系统的无阻尼自然振荡频率

阻尼比和最大超调量

(2)欲希望系统成为临界阻尼状态,可利用局部速度反馈(见图(b ))进行校正。试确定b 的值;

(3)试确定校正后系统对单位速度输入时的稳态误差。

【答案】(1)系统的开环传递函数为

最大超调量为

(2)加入速度反馈后系统的开环传递函数为

系统的闭环传递函数为

系统为临界阻尼时

得到

(3)校正后系统的开环传递函数为

3. 某控制系统的结构图如图所示,图中G t (S )的单位阶跃响应为×I (t )时的系统稳态输出

调节时间t 和稳态误差

试求当r (t )=20

【答案】由题意可得

系统的前向通道传递函数为

系统的闭环传递函数为

4. 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

,试设计串联校正网络使校正后的

【答案】校正前开环传递函数转化为

系统的Bode 图如图所示。

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

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