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2017年石家庄铁道大学电气与电子工程学院812自动控制理论考研冲刺密押题

  摘要

一、简答题

1. 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。

【答案】

2. 对于超前、滞后、滞后一超前三类校正装置

(1)分别阐述其控制功能;

(2)对于PI 控制、PID 控制、PD 控制,分别属于上述三类校正装置的哪一类?为什么? (3)对于高通滤波器、中频滤波器、低通滤波器,分别属于上述三类校正装置的哪一类?为什么?

【答案】(1)超前校正具有相角超前和幅值扩张的特点,即产生正的相角移动和正的幅值斜率。超前校正正是 通过其幅值扩张的作用,达到改善中频段斜率的目的。因此采用超前校正可以增大系统的稳定裕度和频带宽度, 提高了系统动态响应的平稳性和快速性。但是,超前校正对提高系统的稳态精度作用不大,且使抗干扰的能力有 所降低。滞后校正具有幅值压缩和相角滞后的性质,即产生负的相角移动和负的幅值斜率。利用幅值压缩,有可 能提高系统的稳定裕度,但将使系统的频带过小;从另一个角度看,滞后校正通过幅值压缩,可以提高系统的稳 定精度。滞后超前校正装置综合了超前校正装置和滞后校正装置的特点,当系统的动态性能和稳态性能都达不到 要求时,可以考虑使用滞后超前校正装置。

(2)PI 属于滞后校正装置,因为它具有相位滞后作用;PD 属于超前校正装置,因为它可以提高超前相角; PID 属于滞后超前校正装置,因为其在低频段具有滞后效应,在中频段具有超前效应。

二、分析计算题

3. 如图所示,是C 点的位移。量间的相似关系。

分别为输入电压与输出电压。是黏滞阻尼系数,

分别为输入位移和输出位移。则

是弹性系数。求两系统的传递函数,并分析两系统变

【答案】对图示电路系统,由串联电路的分压原理可得

对图示的机械系统有

对两式作零初始条件下拉氏变换有

消去中间变量可得

由两系统的传递函数可以看出两系统为相似系统,相似关系为

4. 某系统结构图如图1所示。

(1)确定使系统稳定的参数(2)要求在

的取值范围,并在

平面上表示出来;

的表达式。

作用下系统的稳态误差

图1

【答案】(1)系统的结构图可以简化成如图2所示。

图2

系统的误差传递函数为

系统的特征方程为

列写劳斯表如下所示:

系统稳定时,有

如图3所示。稳定区域为图中阴影部分。