2017年大连理工大学电子信息与电气工程学部854自动控制原理考研仿真模拟题
● 摘要
一、分析计算题
1． 图1是水位控制系统的示意图，图中
分别为进水流量和出水流量。控制的目的是保持
水位为一定的高度。试说明该系统的工作原理并画出其方框图。
图1
【答案】当输入流量与输出流量相等时，水位的测量值和给定值相等，系统处于相对平衡状态，电动机无输出，阀门位置不变。当输出流量増加时，系统水位下降，通过浮子检测后带动电位器抽头移动，电动机获得一个正电压，通过齿轮减速器传递，使阀门打开，从而增加入水流量使水位上升，当水位回到给定值时，电动机的输入电压又会回到零，系统重新达到平衡状态。反之易然。
图2
2． 已知系统结构图如图1所示。
（1）作
从
变化时的根轨迹图，并分析闭环系统稳定性；
试确定此时系统超调量
（2）若有一闭环极点
图1
【答案】（1
）系统的开环传递函数为如图2所示。
由系统的根轨迹图可以看出，系统闭环稳定。
按照根轨迹绘制规则得到根轨迹
图2
（2）系统特征方程为
代入
可得
系统超调量为
3． 单位负反馈二阶系统的单位阶跃响应曲线如图所示。试确定系统的开环传递函数。
图
【答案】由题意可知系统的闭环传递函数为
开环传递函数为
由图可知系统的超调量为
解得系统的阻尼比根据系统的峰值时间
解得
因此系统的开环传递函数表达式为
4． 对于如图所示的函数：
（1）写出其时域表达式。
（2）求出其对应的拉氏变换象函数。
图
【答案】（1）由图, 其对应的时域表达式为
（2）该信号为周期信号，在第一周期内的拉氏变换为
在后面两个周期内的拉氏变换为
最后
个周期的拉氏变换为
原函数的拉氏变换为
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