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2017年北京林业大学控制理论与控制工程专业-控制学科综合考试复试实战预测五套卷

  摘要

一、简答题

1. 在经典控制理论中,负反馈控制是一种最基本的控制方式,也是一种常用的校正方式,试举例论述采用负反馈控制的优点。

【答案】负反馈主要是通过输入、输出之间的差值作用于控制系统的其他部分,是按偏差进行调节。负反馈系统抗干扰性好,控制精度高,系统运行稳定。

2. 复合校正中的动静态全补偿方法在工程应用中有哪些困难?

【答案】由于复合校正中的前馈校正装置中,往往出现传递函数分子的阶数高于分母的阶数,因而难以工程实施。

3. 在根轨迹校正法中,当系统的静态性能不足时,通常选择什么形式的串联校正网络?网络参数取值与校正效果之间有什么关系?工程应用时应该注意什么问题?

【答案】(1)校正装置的形式为实轴上,零极点

非常靠近虚轴,且与受控对象的其他零极点相比可以构成一对偶极子。由于增加一对偶极子基本不改变系统的动态性能,但可以增大系统的开环增益,从而达到减小系统静态误差的目的。

(2)零极点之比校正前开环増 益的

的取值越大,系统开环增益增加幅度越大,因为校正后的开环增益是倍。

,即滞后校正装置。零极点均在负

(3)在工程实施时,考虑到系统的稳定性,极点不能太靠近原点。

二、分析计算题

4. 某离散系统框图如图所示,

的灸的取值范围。

系统参考输入信号

求使系统稳态误差

【答案】 ⑴

系统特征方程是:令列劳斯表

由劳斯稳定判据知:(2)由且:得:

作用下稳态误差为

系统稳定。

可知,系统对阶跃输入的稳态误差为0,即得

由叠加原理知系统在输入信号则有

由(1)(2)可知,k 的取值范围为:

5. 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 )。

【答案】开环Z 传递函数为

闭环脉冲传递函数为

(1)

(2)

6. 某单位反馈控制系统,开环传递函数为

当调整

态误差过大,为满足稳态要求,K 应为串联滞后校正。

绘制幅频特性如图所示。

时,系统刚好满足动态指标的要求。但在

试问有什么办法可以解决这一矛盾。

时,稳

【答案】増益扩大10倍将导致对数幅频曲线上移,使截止频率増大,稳态误差过大,可采用

可得

增益扩大10倍对数幅频曲线上移,要保证截止频率不变,则可增加惯性环节

为保证高频段与原系统重合,増加一阶微分环节

根据校正后的幅频特性,有

解得

校正后系统的传递函数为

因此校正环节传递函数为