2017年中国石油大学(北京)地球物理与信息工程学院854自动控制原理考研导师圈点必考题汇编
● 摘要
一、分析计算题
1． 最小相位系统的开环渐近幅频特性曲线如图1所示，其中，参数
（1）求开环传递函数表达式；
（2）给出闭环系统相位稳定裕量表达式。当的稳定性，并画出Nyquist 图的大致形状；
（3）设参考输入
求系统的稳态误差。
时，判别系统为已知。
图1
【答案】（1）转折频率为
设系统的开环增益为K , 则系统的开环传递函数为
（2）系统的相角裕度为
系统稳定。
系统稳定，奈奎斯特图需顺时针补偿180°, 故补偿前系统的奈奎斯特图必包含（-1，jO ）点，系统奈奎斯特图如图2所示。
图2
（3）系统误差速度系数和加速度误差系数分别为
输入
时，系统的稳态误差为
2． 已知系统的开环传递函数为
（1）当环稳定性。
（2）对于此类系统，试分析什么？
【答案】令
代入传递函数整理可得
（1）当
时，代入可得
和三者满足何种关系时系统有可能稳定，稳定的条件是
时，试绘制系统的奈奎斯特（极坐标）草图，并判断其闭
图
令其虚部为0, 系统的奈奎斯特图如图所示。系统为II 型系统，系统开环函数在虚轴右侧的极点数P=0, 曲线顺时针补偿180°，正穿越次数
负穿越次数
系统
闭环不稳定，闭环传递函数在虚轴右侧的极点数为2。
（2）根据系统频率特性表达式，观察其虚部。 （i ）当其与实轴没有交点时，结论同（1）。
（ii ）当与实轴有交点，
稳定的条件为此时的实部<-1。
3． 已知稳定的单位反馈控制系统的闭环传递函数为
试证明，系统在单位斜坡输入下的稳态误差【答案】系统的误差传递函数为
当输入为单位斜坡，即
时，系统的稳态误差为
代入可得
显然系统在单位斜坡输入下的稳态误差
4． 对于图所示数字控制系统，采样周期为T 。写出扰动f （t ）+l（t ）作用下的输出量的z 变换式C （z ）。
图
【答案】扰动f （t ）+l（t ）作用下
5． 某单位反馈系统的开环传递函数为式。
试求下列输入时，输出的稳态响应表达