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2018年西北工业大学航海学院821自动控制原理考研核心题库

  摘要

一、分析计算题

1. 利用方框图简化方法,求出图1所示系统的传统函数

图1

【答案】系统方框图化简过程如下所示:

图2

可知系统前向通道传递函数为

反馈通道传递函数为

因此系统的传递函数为:

2. 某随动系统方框图如图a 所示

(1)闭环系统的阻尼比

自然频率

减速器的减速比i=50, 试求:

阶跃响应的超调量

的值。

及调节时间

速度反馈系统为

(2)采用如图b 所示的校正方式,其中附加放大器的放大系数为使校正后系统有如图c 所示之阶跃响应,试确定

【答案】(1)系统闭环传递函数为

(2)加入速度反馈和增益后系统的开环传递函数为

闭环传递函数为

根据校正后系统的动态响应曲线可知

3. 已知最小相位系统的幅相特性如图所示。

(1)据幅相特性,写出与之对应的开环传递函数,并指出参数间关系; (2)用奈奎斯特稳定判据,定性分析闭环系统稳定性与开环增益k 的关系; (3)设计一串联控制器

使

时闭环系统都稳定,给出

的传递函数和参数取值

范围,并画出校正后系统的完整奈奎斯特图。

【答案】(1)由系统奈奎斯特图在的奈奎斯特曲线与实轴有交点,而且为

代入整理可得

由于奈奎斯特图实部小于零且与负实轴有交点,则

(2)由

代入可得奈奎斯特图与负实轴的交点为

因为系统为II 型系统,需要顺时针补偿180°。 当

系统正、负穿越次数相等,稳定。

系统正、负穿越次数不等,不稳定;

(3)采用PD 校正,设

代入整理可得

使其满足

时,时,

,此系统为II 型系统,系统,于是可设系统的开环传递函数