2018年华北理工大学电气工程学院821自动控制原理考研强化五套模拟题
● 摘要
一、分析计算题
1. 已知最小相位系统的开环对数幅频渐近特性曲线如图所示,其中,虚线是转折频率附近的精确曲线。
图
(1)求开环传递函数(3)当输入为
画出开环对数相频特性曲线; 时,求输出的稳态分量。
对应积分环节,故
(2)利用对数频率稳定判据判断闭环系统的稳定性,并计算模稳定裕度; 【答案】(1)如图为系统的开环对数幅频渐进特性曲线,由曲线可得出: 对数幅频渐进特性曲线的低频段渐近线的斜率为在
处,斜率变化
对应振荡环节;
处,振荡环节的谐振峰值为
时才存在谐振峰值,故应选
于是所得系统的传递函数为
因此,系统应具有的传递函数为低频渐近线的方程为由给定点在谐振频率
根据叠加性质,由图可知故有
解得因为
于是得
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其开环对数相频特性曲线如图所示:
图
(2)由(1)可知统的开环传递函数为
即系统的奈奎斯特曲线与实轴相交于
点
由奈奎斯特稳定性判据可得出系统具有正实部的闭环极点个数为
系统的模稳定裕度为
(3)当输入为
时,
所以可判
定系统不稳定。系统的穿越频率
输出的稳态分量
试求:
2. 已知带有库仑摩擦的随动系统如图1所示. 设输入信号为零,初始条件为
(1)写出系统关于变量e 的微分方程式; (2)在
平面上画出系统相轨迹:
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图1
(3)系统稳态误差为多少?
【答案】(
1)关于变量
e 的微分方程式为
(2)相轨迹如图2所示。
图2
相轨迹为椭圆弧。 (3)稳态误差为-0.5。
3. 系统动态框图及开环对数频率特性见图, 求
的值
图