2017年北方工业大学自动控制原理(同等学力加试)考研复试核心题库
● 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． 系统校正方法通常有哪几种？它们各有什么特点？请简单分析叙述之。
【答案】按照校正装置在系统中的连接方式，控制系统的校正可以分为串联校正，反馈校正和复合校正。
串联校正环节和原系统直接连接，其频率特性直接和原系统的频率特性相加，串联校正对参数变化敏感、简单易用。
反馈校正利用反馈校正装置包围待校正系统中极不利于系统性能的环节，形成局部反馈回路，在局部反馈回 路的开环幅值远大于1的条件下，局部反馈回路的特性主要取决于反馈校正装置，可以忽略被包围的部分，从而 使校正后系统的性能满足要求。反馈校正装置可以削弱系统非线性特性的影响，降低系统的时间常数，提高系统 的鲁棒性，抑止系统噪声。
复合校正主要是为了减小误差，在反馈回路中加入前馈通路，前馈控制主要用于下列场合：①干扰幅值大且频繁、对被控变量影响剧烈、单纯反馈控制达不到要求时；②主要干扰是可测不可控的变量；③对象的控制通道 滞后大、反馈控制不及时，控制质量差时，可采用前馈一反馈控制系统，以提高控制质量。
3． 说明为什么局部闭环校正（并联校正）可以设计成具有较强的抗参数干扰能力？
【答案】局部闭环校正属于反馈校正，反馈校正装置可以削弱系统非线性特性的影响，降低系统的时间常数，提高系统的鲁棒性，抑止系统噪声。
二、分析计算题
4． 化简结构图如图所示，计算
图
【答案】
5． 已知非线性系统结构图如图1所示，输入信号为
（1）试求（2）试绘制
平面上的等倾线方程和开关线方程； •平面上的相轨迹。
若输出为零初试条件，
图1
【答案】由题易知等倾斜方程为：开关线：
其概略相轨迹如图2所示。
图2
6． 已知系统开环传递函数为
试分别计算【答案】令
时，开环频率特性幅值代入传递函数得到
和相位
当时
当
时，
7． 已知图所示系统在输入信号
和扰动信号
的作用下，
输出
的最大值为
稳态值为
（1
）试确定系统的结构参数
（2）试求在输入信号作用下的超调量峰值时间和调节时间
（3）试求在输入信号
作用下的稳态误差
（按输出端定义）
图
【答案】（1）由题图可知
因为系统存在稳态，则可知可知系统在干扰输入作用下输出为零，即
由终值定理可得：
由
可得：
联立式可得
当
时，系统不稳定，故取