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2018年武汉理工大学能源与动力工程学院848自动控制原理考研基础五套测试题

  摘要

一、分析计算题

1. 复合控制系统如图所示,其中

系统的稳态误差

均为已知正数。当输入为

希望

(试确定参数A , B 的值)

【答案】系统的闭环传递函数为

系统的特征方程为

因为

均为已知正数,且

因此系统是稳定的。 系统的误差为

系统的稳态误差为

要使

必须有

可确定参数A 和B 的值为

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2. 控制系统结构如图所示,

计算

【答案】由系统结构图可知,系统有3

个回路,无互不接触回路,则有

系统有一条前向通道,即由梅森公式可得

系统有一条前向通道,

即由梅森公式可得

3. 控制系统的稳定裕量有几种?如何定义?

【答案】系统的稳定性裕度包括幅值裕度和相角裕度,幅值裕度h 定义为满足方程

=-180°,

其中,

为系统的开环幅值特性,也可以用分贝表示系统的幅值裕度

其中

系统的相角裕度定义为

4. 已知某系统的闭环传递函数

(1)试绘制B 从

时的根轨迹,并确定使系统稳定的B 值范围;

时的B 值。

(2)试确定系统阶跃响应无超调的B 值范围; (3)试确定系统阻尼比其等效开环传递函数为:开环极点为:

【答案】(1)由题意可知,系统特征方程为:

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实轴根轨迹:渐近线:分离点:与虚轴交点:令

则系统根轨迹如图所示。

代入特征方程得:

由图可知使系统稳定的值范围是:(3)分离点处有根轨迹模值方程可知:

由根轨迹与系统阶跃响应关系可知当尼线与根轨迹交与两点

(3)系统阻尼比为0.5时的B 的值:B=3。

时,系统阶跃响应无超调。作

代入模值方程与相角方程可得=3。

的阻

5. 某单位反馈系统(最小相位系统)在K=1时的开环幅频特性曲线

(1)判断该系统的稳定性;

(2)确定使系统稳定时开环放大系数K 的取值范围(设K>0)。

如图所示。要求:

【答案】(1)系统为最小相位系统,开环传递函数在右半平面的极点数P=0, 由于系统在