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2018年浙江大学能源工程学院845自动控制原理考研基础五套测试题

  摘要

一、分析计算题

1. 设采样系统的方框图如图所示。

(1)求闭环脉冲传递函数

(2)确定系统稳定的K 值范围;

(3)简要说明采样系统与连续系统的性能差别。

【答案】(1)系统的开环脉冲传递函数为

系统的闭环脉冲传递函数为

(2)系统的特征方程为得

整理可以得到

闭环系统稳定时

易判断后一种可能性不存在,解得

作双线性变换,令

代入整理可

(3)离散系统只在采样点具有连续系统所具有的信息,其离散信号的频谱中,除含有与连续信号的频谱对应的主要分量外,还有无穷多个附加的辅助分量,这些辅助分量相当于干扰,在系统中直接影响其动态性能,导致 产生额外的反应误差。因此,需要在这些辅助分量到达系统输出端之前将其全部滤掉。

2. 控制系统的动态结构图如图所示,试求系统输出

对输入信号

的传递函数

【答案】

3. 设离散系统状态差分方程为

试求最优控制序列

最优轨线

和最优性能指标

由式离散型Riccatti 方程可得

迭代计算可得

从而最优控制序列为

性能指标

【答案】本题为离散状态调节器问题。由题意有

由状态方程,最优轨线为

因此,最优控制

最优轨线

最优性能指标

4. 设单位反馈系统的开环传递函数为为r (t )=t和

【答案】分别为0.4,。

5. 已知系统状态方程及初始条件为值。

【答案】构造哈密顿函数

由协态方程有

由极值条件有

状态方程

则有

解得

该系统闭环稳定,试分别求当输入

系统的稳态误差。

试确定最优控制使下列性能指标取极小