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2018年浙江大学能源工程学院845自动控制原理考研核心题库

  摘要

一、分析计算题

1. 单位负反馈系统的开环传递函数为

(1)计算系统阶跃响应指标(调节时长(t )-C (t ))

【答案】(1)系统的闭环传递函数为

(2)误差传递函数为

2. 设单位反馈系统的开环传递函数

【答案】令

得到系统频率特性为

等号成立时,

时,随着频率增大,系统幅值逐渐减小,

试确定闭环系统稳定时,延迟时间

的范围。

超调量

(误差定义为e (t )=r

(2)计算系统在输入r (t )=(l+2t)×I (t )作用下的稳态误差

时幅值达到最小值1.25,再随增

随着增大,系统的相角

时,临界稳

大而逐渐増大,

系统的相频特性为

不断减小,要保持系统的闭环稳定性,

当定

第一次与负实轴相交时必有

时幅值递减特性,可知系统的奈奎斯特图

系统开环传递函数的不稳定极点数为零,故要保证系统闭环稳

定,必有正、负穿越次数之和为零,由舍去。将

定时

3

. 某具有局部反馈的系统结构图如例图1所示。要求:

(1

)画出当K 从

变化时,闭环系统的根轨迹。

(2

)用根轨迹法确定,使系统具有阻尼比

得到

得到

因此闭环系统稳

(一对复数闭环极点而言)时K 的取值以及

闭环极点的取值

(3

)用根轨迹法确定,系统在单位阶跃信号作用下,

稳态控制精度的允许值。

图1

【答案】(1)系统开环传递函数为

渐近线

起始角由相角条件

与虚轴交点

解出

系统根轨迹如例图2所示。

图2

⑵在根轨迹图上画出

由根之和法则定出相应的另一极点令

得K=1 (

3)依题意

K 值増加有利于减小稳态误差,但必须在系统稳定的前提下,根据(1

)中计算结果,

使系统的K 值范围是

0

4. 已知系统的状态方程为

试求状态方程的解。 【答案】由题意可得解法一:

展开可得

因此

的直线,定出对应的闭环极点

则对应闭环多项式