2017年中国海洋大学工程学院842自动控制理论考研仿真模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 对于最小相位系统而言，采用频率特性法实现控制系统的动静态校正的基本思路是什么？静态校正的理论依据是什么？动态校正的理论依据是什么？
【答案】设校正装置的形式为
，根据开环传递函数的形式以及对系统静态指标
的取值；然后再根据对系统的
的具体要求，确定校正装置中积分环节P 的个数，以及比例环节网络，实施动态校正。
动态指标的要求，根据受控对象的结构特征，选择超前校正网络、滞后校正网络或滞后超前校正
静态校正的理论依据：通过改变低频特性，提高系统型别和开环增益，以达到满足系统静态性能指标要求的目的。
动态校正的理论依据：通过改变中频段特性，使穿越频率和相角裕量足够大，以达到满足系统动态性能要求的目的。
2． 在二阶系统中加入比例微分控制后，使系统的自然振荡频率生了什么变化，对系统性能有哪些改善？
【答案】设二阶系统校正前的开环传递函数为为
为
开环増益变为
校正后的开环传递函数为
加入的比例微分控制，校正后的闭环传递函数
阻尼比变为
阻尼系数和开环增益K 发
可见校正后系统的自然振荡频率变为
系统的超调量变小。
二、分析计算题
3． 如图1所示为一线性控制系统的结构图，器。
为对象传递函数，
为控制
图1
（1）试推导出传递函数（2）假设（3）若函数，r （t ）=0时，
试求当n （t ）=0, r （t ）=1（t ）时的输出响应C （t ）;
为如（2）中所给的式子，试选择
使得当n （t ）是单位阶跃
【答案】（1）系统的信号流图如图2所示。
图
2
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还需验证系统闭环稳定，系统的特征方程为示：
表
列写劳斯判据如下所
可见系统闭环稳定，设计的
4． 设非线性系统如图所示。试求：
满足要求。
（1）两个非线性环节串联后的等效非线性特性； （2）用描述函数法求此系统的自振角频率®和振幅A 。 已知：
图
【答案】当
时，第一个非线性环节
输出为1，恰好等于第二个非线性环节
的继电特性。其描述函数为
其负倒描述函数曲线在负实轴上，其负倒描述函数曲线转折点的值为
转折点
值为
当
时，曲线与
且
曲线必有交点。
的值。因此，其等效的非线性环节是一个具有死区
解出得
为不稳定的自振荡振幅；
为稳定的自振荡振幅，振荡角频率