2017年齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院822自动控制原理考研导师圈点必考题汇编
● 摘要
一、分析计算题
1． 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
要使两曲线不相交，则
（3）由图2所示，当y=x
综上可得
时，
当
时，
当
时z=-3，
等效的非线性特性如图3所示。
图3
2． 图1为一个简单的电压调节器，在发电机的输出端用一个电位器给出反馈电压一个常数
发电机的増益
为
（励磁电流），参考电压为
这里是
，该电位器的电阻足够高，
以致可假设它吸收的电流可以忽略。放大器的增益为
（1）画出当发电机供给一个负载电流时的系统方框图，并写出每个方块的传递函数。 ，已知发电机的稳态空载端电压为250V , 求此情况下（2）系统工作于闭环状态（即S 闭合）
的值。通过30A 的稳态负载电流时，引起的端电压的变化是多少? 恢复到250V 的发电机端电压，需要多大的参考电压？
，为获得250V 的稳态空载电压，需要多大的参考（3）系统运转在开环状态下（即S 断开）电压? 当负载电流为30A 时，端电压如何变化？
图1
【答案】（1）系统的方框图如图2所示。
图2
由题可知
由终值定理，有
得到
又由于
由终值定理，有
于是
要恢复到250V 的发电机端电压，则
当其运行在开环状态时
若要获得250V 的稳态空载电压，即得
当负载电流为30A 时，没有反馈，
3． 系统的模拟结构图如图所示。要求
（1）列写系统的状态空间表达式；
（2）能否通过选择a , b，c ，d 的值，使系统的状态完全能控? 为什么？ （3）能否通过选择a , b, c ，d 的值，使系统的状态完全能观? 为什么？