2017年苏州大学机电工程学院842自动控制原理考研题库
● 摘要
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。
2． 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。
【答案】
表
二、分析计算题
3． 试用描述函数法和相平面法分别研究图1所示系统的周期运动，说明应用描述函数法所做的基本假定的意义。
图1
【答案】（1）描述函数法：非线性部分描述函数为
线性部分频率特性是
因此闭环特征方程为
对于任意一个不小于1的
都有一个X 和它对应，即系统有无限多个振荡频率。
（2）相平面法：如图2所示有
对方程组积分可得到
其中相轨迹：当
和初始条件有关。
时，是以
且
为圆心、
为半径的圆。当
时，是以
为圆
心、A ，为半径的圆。
对于任意一条相轨迹有
原点是系统奇点，也是中心点。
终点为
有
周期计算只要算个周期即可，如图2所示，取起点、
图2
（3）描述函数法是假定非线性环节输入为周期运动且为正弦输入。对于一般系统是能满足的，因为一般系 统能滤去高阶分量。本例中线性部分不满足这一条件，因此描述函数法无法给出一个运动周期。但当X 与中 的一个为已知时，描述函数法可以给出另一个值。
4． 知系统动态方程为
问：是否可以引入状态反馈u=kx, 使闭环系统具有期望的特征值（-2, -2, -1） ? 若可以，求出状态反 馈增益向量K 。
【答案】系统可控性矩阵为
故系统不完全可控。 由系统特征方程
可知，原系统特征值为
设变换矩阵
对原系统进行可控性结构分解
原系统不可控极点为-1，位于s 左半平面，原系统状态反馈可镇定。由于正是闭环系统的一个期望极点，因此本题能通过状态反馈进行极点配置。
令
闭环系统特征多项式为
期望特征多项式为
令对应项系数相等，求得
对原方程而言，状态反馈增益向量为
5． 已知系统的状态空间方程为
（1）画出模拟结构图，并求出系统的传递函数。（2）求系统的状态转移矩阵。
不可控极点
相关内容
相关标签