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2018年中国民航大学适航学院801自动控制原理考研核心题库

  摘要

一、分析计算题

1. 闭环离散控制系统结构图如图所示,试求

图 离散控制系统结构图

【答案】利用等效法可得故

(2)求 Y (z ) 根据系统结构图知

整理得

2. 已知一单位负反馈控制系统,其被控对象图1中

所示。要求:

和串联校正装置

的对数幅频特性分别如

(1)写出系统开环传递函数、校正传递函数,并说明该校正环节的类型; (2)求校正后系统的开环传递函数,并画出校正后系统的开环对数幅频渐近特性; (3)求校正前后系统的截止频率及相角裕度,并分析校正效果。

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图1

【答案】(1)系统开环传递函数的确定:

①因为对数幅频渐近线特性曲线的低频渐近线的斜率为

处,斜率变化

因此系统的开环传递函数为由于低频渐近线的延长线通过点于是,系统的开环传递函数为系统的校正传递函数的确定:

①因为对数幅频渐近线特性曲线的低频渐近线的斜率为

处,斜率变化处,斜率变化因此系统的校正传递函数为由于低频渐近线通过点于是,系统的校正传递函数为

由校正传递函数可知此校正为超前校正. (2)校正后系统的开环传递函数为

校正后系统的开环对数幅频渐近特性如图2所示:

对应一阶微分环节; 对应惯性环节.

故有

对应惯性环节.

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图2

(3)校正前的截止

频率

在截止频

处,有幅频特

解得相角裕度

:在截止频率

处,有幅频特性

即有

校正后的截止频率

,解得

相角裕度:

度,提高了系统 动态响应的平稳性和快速性。

3. 给定对象传递函数

校正效果:通过对比校正前后的结果可知,

采用超前校正可以增大系统的稳定裕度和频带宽

若希望一对闭环共轭极点满足试设

,计串联校正装置并算出符合要求的K 值然后对串联校正后的系统分析K 变化时稳定性是如何变化的。(需作图时可 用直尺。)

【答案】根据校正后一对闭环共轭极点满足足方程

设校正后系统的特征方程为个极点,整

理可得

原系统为三阶系统,为使校正后的系统还是三阶系统,可以使串联校正装置的传递函数为

可得期望的闭环主导极点满

为系统校正后的第三