2018年沈阳理工大学装备工程学院803自动控制原理二考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、填空题
1 在三频段理论中，，， 低频段决定系统的_____中频段决定系统的_____高频段决定系统的_____。．
【答案】稳态性能；动态性能；抗干扰性能。
【解析】系统的低频特性决定系统的稳定精度，中频段决定系统的快速性，高频段决定了系统抗高频噪声干扰的能力。
2． 设某最小相位系统的相频特性为_____。
【答案】
则该系统的开环传递函数为
3． 串联超前校正会使开环系统的截止频率_____，抗干扰能力_____。
【答案】变快变差
増加、高频幅值增加，则闭环系统的响应速度
【解析】采用超前校正可以增大系统的稳定裕度和频带宽度，提高了系统动态响应的平稳性和快速性。但是，超前校正对提高系统的稳态精度作用不大，且使抗干扰的能力有所降低。
4． PID 控制器的输入一输出关系的时域表达式是_____，其相应的传递函数为_____。
【答案】
二、简答题
5． 在二阶系统中加入比例微分控制后，使系统的自然振荡频率生了什么变化，对系统性能有哪些改善？
【答案】设二阶系统校正前的开环传递函数为为
为
开环増益变为
校正后的开环传递函数为
加入的比例微分控制，校正后的闭环传递函数
阻尼比变为
阻尼系数和开环增益K 发
可见校正后系统的自然振荡频率变为
系统的超调量变小。
三、分析计算题
6． 采样系统如图所示，采样周期T+ls。求单位阶跃信号作用下输出信号前4个采样时刻的值c （0），c （l ），c （2）, c （3），或以时间序列表示的表达式c （kT ）。
图
【答案】开环Z 传递函数为
闭环脉冲传递函数为
（1）
（2）
7． 已知单位负反馈系统的开环传递函数为
求当输入信号
时，系统的稳态输出
和稳态误差
【答案】负反馈系统的闭环传递函数为
由输入信号的表达式可知
当
片，幅值及相角分别为
专注考研专业课13年，提供海量考研优质文档！
根据频率特性的概念可得系统的稳态输出及稳态误差分别为：
8．
水箱水位自动控制系统如图所示，在任何情况下，希望水位高度h 维持不变，试说明系统的工作原理，并画出系统的原理方框图。
图 水箱水位自动控制系统的工作原理图
【答案】系统的被控对象为水箱，给定值为希望水位电位器电刷位于中点位置），被控量为水箱的实际水位
当
. 时. 浮子位置升高（或降低），
系统的原理方框图
（与电位器设定电压
相对应，此时
时，电位器电刷位于中点位置，电动机不工作。
当
通过杠杆作用使电位器电刷从中点位置下移（或上移），给电动机提供一定的工作电压，驱动电动机通过减速器使进水开关的开度减小（或増大），使水箱水位达到希望值如图所示。
图 水位自动控制系统的工作原理方框图
9． 已知齐次状态方程.
其状态转移矩阵为
要求：（1）计算系统矩阵A ;
（2）计算系统的特征值，确定系统状态的稳定性； （3）设初态（4）若输入矩阵
计算
时的状态X （1）:
计算系统的传递函数
输出矩阵