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一、简答题

1． 局部反馈校正在控制系统的设计过程中起什么作用？

【答案】局部反馈校正在控制系统中的应用可以减小系统的惯性，加快系统的反映速度，从而提高系统的调节品质。

二、分析计算题

2． 控制系统方框图如图所示，试求：

（1）当的稳态误差

（2）当

时重复（1）的要求；

单位斜坡输入信号作用下系统的稳态误差

试确定

时系统的阻尼系统

无阻尼自然振荡频率

及系统对单位斜坡输入

（3）要使系统的阻尼系数

的值，并计算在此参数情况下，系统的单位阶跃响应的超调量、上升时间和调节时间。

图

【答案】设方框图中图示两点分别为A 和B ，则

系统前向通道传递函数为

系统的闭环传递函数为

（1）当时，

则

系统的静态速度误差系数为

稳态误差为

（2）当

时

系统的静态速度误差系数为

稳态误差为

（3）

而系统的静态速度误差系数为

联立①②两式解得

系统的单位阶跃响应的超调量、上升时间和调节时间为

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3．

—单位负反馈最小相位系统的开环相频特性表达式为

（

1）求相角裕度为（2）

时系统的开环传递函数。

的前提下，试选取参数

。

，

使系统在加入串联校正环节

在不改变截止频率

后系统的相角裕度提高到

【答案】根据相频特性可得系统的开环传递函数为

由相角裕度

因此开环传递函数为

要求不改变截止频率，相角裕度提高到 解得

则有

截止频率不变则有 解得

4． 已知某系统的开环传递函数为

（1）分析能否利用如图（a ）所示的输出反馈任意配置闭环系统的特征根； （2）分析能否利用如图（b ）所示的状态反馈任意配置闭环系统的特征根； （3）试分别设计输出反馈和状态反馈使系统的阻尼比为尼自然振荡频率为

设计状态反馈时，可选择无阻

（4）比较上述两种设计方法对系统瞬态性能的影响。