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2017年大连工业大学信息科学与工程学院816自动控制原理考研强化模拟题

  摘要

一、填空题

1. 由于状态能完整地表征系统的动态行为,因而利用状态反馈时,其信息量大且完整,而输出反馈仅利用了_____进行反馈,其信息量较小。但是,由于输出反馈所用的_____实现起来比较方便。

【答案】部分状态变量;反馈变量可以直接得到。

2. 已知系统微分方程为

则该系统相平面中的奇点位置_____,奇点的性质为_____。

稳定焦点。

,特征方程为【答案】奇点为(0,0)

3. 设系统的开环传递函数为

【答案】

则其开环幅频特性为_____,相频特性为_____。

4. 在反馈控制系统中,设置_____或_____可以消除或减小稳态误差。

【答案】开环增益;提升系统型次。

【解析】消除或减小稳态误差的措施:1、增大系统开环增益或扰动作用点之前系统的前向通道增益;2、在系统前向通道或主反馈通道中设置串联积分环节,即提高系统型次;3、串级控制抑制内回路扰动,适用于精度较高的系统;4、采用复合控制方法。

5. 控制系统的_____称为传递函数。一阶系统传函标准形式是_____,二阶系统传递函数标准形式是_____。

【答案】输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比

(或:

6. 在经典控制理论中,可采用_____、根轨迹法或_____等方法判断线性控制系统稳定性。

;奈奎斯特判据(或:频域分析法) 【答案】劳斯判据(或:时域分析法)

二、分析计算题

7. 设某单位负反馈系统的闭环传递函数为

试求系统在单位斜坡输入作用下的稳态误差。 【答案】系统的误差传递函数为

单位斜坡作用下的稳定误差为

8. 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, 由于系统在时的相角为-90°, 因此系统为I 型系统,顺时针补偿90°,

正穿越次数

说明系统闭环稳定。

(2)奈奎斯特图与实轴的交点与开环增益成比例,系统闭环稳定时,其与实轴交点(-0.5, 0j )不能因为开环增益的增加达到

否则此时的正、负穿越次数不相等,系统闭环不稳定,故

使系统稳定时开环放大系数K 的取值范围是0

9. 对于如图所示的函数:

(1)写出其时域表达式。

(2)求出其对应的拉氏变换象函数。

负穿越次数

【答案】(1)由图, 其对应的时域表达式为

(2)该信号为周期信号,在第一周期内的拉氏变换为

在后面两个周期内的拉氏变换为

最后

个周期的拉氏变换为

原函数的拉氏变换为

代入可得

10.采样系统结构如图1所示,试确定系统稳定时,参数K 的取值范围。

图1 采样系统结构图

【答案】求开环脉冲传递函数

根轨迹增益

开环零点为

开环极点为1和

从零到正无穷变化处,半径为分离点

时,闭环根轨迹如图2所示,根轨迹的一部分为一个圆,圆心在点