2017年燕山大学B08自动控制原理复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 复合校正中的动静态全补偿方法在工程应用中有哪些困难？
【答案】由于复合校正中的前馈校正装置中，往往出现传递函数分子的阶数高于分母的阶数，因而难以工程实施。
2． 什么是反馈控制原理? 反馈控制系统的主要特点是什么？
【答案】反馈控制原理即按偏差控制的原理。系统的输出量通过反馈通道引入输入端，并与输入信号进行比较产生偏差信号，利用所得的偏差信号产生控制作用调节被控对象，达到减小偏差或消除偏差的目的。反馈控制系统具有抑制任何内、外扰动对被控量产生影响的能力，有较高的控制精度，但结构复杂。
3． 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
4． 已知齐次状态方程.
其状态转移矩阵为
要求：（1）计算系统矩阵A ;
（2）计算系统的特征值，确定系统状态的稳定性； （3）设初态（4）若输入矩阵【答案】（1）系数矩阵（2）（3）（4）
计算
时的状态X （1）:
计算系统的传递函数
系统状态稳定。
输出矩阵
5． 某负反馈系统开环传递函数
（1）求系统相角裕度和幅值裕度
（2）简述串联超前校正和串联滞后校正的主要特点。为使系统相角裕度大于45 , 试分析系统应采用串联 超前校正还是串联滞后校正？
【答案】（1）求截止频率与相稳定裕度：
求幅值裕度：
（2）要使系统相角裕度大于45 , 如使用超前校正，则需要校正环节提供大
于
不适合采用超前校正，可以采用串联滞后校正。
（3）串联超前校正具相位超前作用，可补偿原系统滞后相角，可提高系统的频带宽度和系统的响应速度， 通常用来改善系统动态性能但降低了系统抗干扰的能力。
串联滞后校正利用它的高频衰减特性降低系统剪切频率，提高系统相角裕度，改善系统动态性能。但同时减小了系统带宽，降低了系统响应速度，可提高系统抗干扰能力。
6． 设单位反馈系统的开环传递函数为系统的静态速度误差系数
，相角裕度
【答案】系统的速度误差系数为
取
此时系统的开环传递函数为
求校正前系统的剪切频率和相角裕度，由方程
用试凑法求解得
此时相角裕度为
若采用超前校正，
则需要超前校正装置产生的超前角至少为
，同时考虑超前校正装置的
加入使得剪切频率增大，因此超前校正装置不容易满足，采用滞后校正装置。设滞后校正装置的传递函数为选择新的剪切频率
使得
，试设计串联校正装置，使校正后
为使校正后系统的相角裕度为，考虑到滞后效应，应增加，
求解得到未校正时，
可得
，得
，那么滞后校正装置的传递
计算滞后校正装置的参数。
为尽量减小滞后环节对系统的影响，取函数为
校正后系统的开环传递函数为
检验，画出校正后系统的Bode 图，可以看出剪切频率
，相角裕度
可知满足题中性能指标要求。
7． 构造下列传递函数矩阵的可控实现
【答案】由于
的诸元最小公分母的次数是3, 可控实现将是
可以化为
则两列的可控实现分别是
校核：
而
维。
采用按列取最小公分母，
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