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一、简答题

1． 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。

2． 在根轨迹校正法中，当系统的静态性能不足时，通常选择什么形式的串联校正网络？网络参数取值与校正效果之间有什么关系？工程应用时应该注意什么问题？

【答案】（1）校正装置的形式为实轴上，零极点

非常靠近虚轴，且与受控对象的其他零极点相比可以构成一对偶极子。由于增加一对偶极子基本不改变系统的动态性能，但可以增大系统的开环增益，从而达到减小系统静态误差的目的。

（2）零极点之比校正前开环増 益的

3． 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

的取值越大，系统开环增益增加幅度越大，因为校正后的开环增益是倍。

，即滞后校正装置。零极点均在负

（3）在工程实施时，考虑到系统的稳定性，极点不能太靠近原点。

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

4． 系统结构图如图所示，e （t ）=r（t ）-B （t ）。

图

（1）已知

（2）利用求出的调节时间和稳态误差。

【答案】（1）单位阶跃响应进行拉氏变换可得

（2）系统的前向通道传递函数为

系统的闭环传递函数为

当

时，

因此

的单位阶跃响应为

试求：①系统的稳态输出；②系统的超调量、

5． 已知离散系统结构如图所示，且

试确定系统的脉冲传递函数

并判断系统的稳定性。

图

【答案】由差分方程可得

因此有

系统的特征方程为

求解这个方程得到

显然

系统不稳定。

6． 设非线性系统结构及K=160时的幅相图如图1所示。

图1

（1）计算K=160时的K 值范围：

（3）若非线性部分由非线性元件串联组成，元件非线性特性如图2所示，画出等效非线性特性。

曲线与负实轴的交点。此时，该系统是否存在自持振荡：

（2）至少给出两种消除自持振荡的方法。对于图1（a ）中所示的系统，给出避免自持振荡

图2

【答案】（1）用相角原理求解

曲线与负实轴的交点，由相角条件有

得到

代入得到

根据图1（b ）中给出的关于非线性部分的曲线易知系统存在自持振荡。

（2）要消除自持振荡，可以通过减少系统的开环增益或増加超前校正网络实现，使得非线性环节的负倒数特性曲线与线性部分的奈奎斯特曲线不相交。由（1）中奈氏曲线与负实轴的交点为