2018年五邑大学信息工程学院806自动控制原理考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、分析计算题
1. 控制系统方框图如图1所示。
图1
(1)用方框图等效变换法,求系统的闭环传递函数(2)欲使系统的输出
不受扰动
的影响,应满足何条件?
【答案】(1)系统方框图化简过程如下所示:
图2
求
和
时,
令
则前向通道传递函数为
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反馈通道传递函数为
(2
)传递函数
为
系统的输出
不受扰动
的影响,则
2. 设有如下两个机械与电气系统,各变量如图中所标注,试求其传递函数
,并简要说明相似系统的概念及其作用。
图
【答案】对图(A )所示系统的传递函数为:
图(B )所示系统的传递函数为:
3. 已知线性定常系统为
(1)写出系统的传递函数;
(2)判别系统的能控性和能观性,并指明每个状态变量的能控性、能观性。
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【答案】⑴
(2)由于系统的状态空间表达式是Jordan 标准型,可直接进行判断。 对于第一个Jordan 块,对应于该块的b 阵的最后一行,不为零,说明可控; 对于第二个Jordan 块,对应于该块的b 阵的最后一行,不为零,说明可控; 因此,系统的所有状态均可控;
对于第一个Jordan 块,对应于该块的c 阵第一列,为零,
说明Xlf 可观; 对于第二个Jordan 块,对应于该块的c 阵最后一列
,为零,说明不可观
; 因此,系统的状态
不可观。
4. 一个水池水位自动控制系统如图1所示。试简述系统工作原理,指出主要变量和各个环节的构成,画出系统的方框图。
图1水池水位控制系统原理图
【答案】(1)在该系统中,水池的进水量
用户的需要确定。系统能在用户用水量不变。
(2)希望水位高度由电位器角头A 设定,浮子测出实际水位高度。由浮子带动的电位计触头B 的位置反映实际水位高度。A 、B 两点的电位差
当实际水位低于希望水位时量水量
增加,水位上升。
当实际水位上到希望值时,即达到新的平衡。
若实际水位高于希望水位,即降到原有位置。
(3)系统是个典型的自镇定系统,在该系统中: 控制量:希望水位的设定值。 被控制量:实际水位。 扰动量:出水量
由电动控制开度的进水阀门确定,出水量由
随意变化的情况下
,保持水箱水位在希望的高度上基本
反映希望水位与实际水位的偏差。
通过放大器驱使电动机转动,开大进水阀门,使进水电动机停转,进水阀门开度不变,这时进水量电动机使进水阀门的开度关小,进水量
和出
减少,水位下