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)
图
【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
图
【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
求
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:
图
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:
图
【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