2017年南开大学计算机与控制工程学院807控制综合基础考研题库
● 摘要
一、分析计算题
1． 离散系统如图所示，已知
T 为采样周期，试证明系统的稳定条件是
图
【答案】由题意可得
系统特征方程为
为了计算方便，设作双线性变换，令因为
代入特征方程并整理可得
要使闭环系统稳定，则有
代入可以得到整理可得
2． 如图（A ）所示为控制扎制钢板厚度的控制系统，扎辊与测厚仪间距离为0.1m ，钢板从轧辊位置运动到测量仪位置需
的时间。系统开环传递函数
其中，
不含延迟环节。
的极坐标图如图（B ）所示。若钢板匀速运动，从保
证闭环系统稳定性的角度考虑，其运动速度取值范围是多少？
图
【答案】由设
令
代入上式可得
又由题所示，当特图的渐近线为-2, 由
时，
解得得
的实部表达式可知，当
解得K=4，于是
为
求解含延迟环节的奈奎斯特图第一次与负实轴相交时的频率，
由
对于系统
要使系统闭环稳定，则
则其运动速度
时
由图可以看到奈奎斯
的极坐标图可以看出其由一个积分环节和一个惯性环节串联组成。
3． 控制系统结构图如图1所示：绘制出系统的信号流图，并用MAson 公式求系统的闭环传递函数。
图1
【答案】根据结构流图和信号流图的相似关系，绘制出系统的信号流图如图2所示。
图2
输入量
和输出量
之间有两条前向通道
有三个相互接触的回路，分别为
流图的特征式为
前向通道前向通道
与所有回环都接触，则与所有回环都接触，所以
根据MAson 公式，系统的闭环传递函数为
4． 设恒温箱温度控制系统结构如图1所示，若要求温度保持在
相平面上画出温度控制系统的相轨迹，并计算温度由
到
的精度。
恒温箱由常温启动，试
的升温时间和保持湿度
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