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2017年东北电力大学自动控制原理考研复试核心题库

  摘要

一、简答题

1. 复合校正中的动静态全补偿方法在工程应用中有哪些困难?

【答案】由于复合校正中的前馈校正装置中,往往出现传递函数分子的阶数高于分母的阶数,因而难以工程实施。

2. 对于最小相位系统而言,采用频率特性法实现控制系统的动静态校正的基本思路是什么?静态校正的理论依据是什么?动态校正的理论依据是什么?

【答案】设校正装置的形式为

,根据开环传递函数的形式以及对系统静态指标

的取值;然后再根据对系统的

的具体要求,确定校正装置中积分环节P 的个数,以及比例环节网络,实施动态校正。

动态指标的要求,根据受控对象的结构特征,选择超前校正网络、滞后校正网络或滞后超前校正

静态校正的理论依据:通过改变低频特性,提高系统型别和开环增益,以达到满足系统静态性能指标要求的目的。

动态校正的理论依据:通过改变中频段特性,使穿越频率和相角裕量足够大,以达到满足系统动态性能要求的目的。

3. 说明为什么局部闭环校正(并联校正)可以设计成具有较强的抗参数干扰能力?

【答案】局部闭环校正属于反馈校正,反馈校正装置可以削弱系统非线性特性的影响,降低系统的时间常数,提高系统的鲁棒性,抑止系统噪声。

二、分析计算题

4. 已知某控制系统的微分方程为

试列写该系统的状态空间表达式。

【答案】由系统微分方程可知系统传递函数为:

由传递函数可知

则该系统可控标准型为

5. 设系统结构图如图(A )所示。

分别为-2, -3, -5; 若的取值范围。

的幅频特性如图(B )所示,幅相曲线和负实轴交点

在右半S 平面没有极点,则为使闭环系统稳定,试确定比例系数

【答案】

6. 已知系统的结构如图所示。试确定使系统稳定且在输入时K 的取值范围。

作用下的稳态误差

【答案】18

7. 某单位反馈控制系统,开环传递函数为

当调整

态误差过大,为满足稳态要求,K 应为串联滞后校正。

绘制幅频特性如图所示。

时,系统刚好满足动态指标的要求。但在

试问有什么办法可以解决这一矛盾。

时,稳

【答案】増益扩大10倍将导致对数幅频曲线上移,使截止频率増大,稳态误差过大,可采用

可得

增益扩大10倍对数幅频曲线上移,要保证截止频率不变,则可增加惯性环节

为保证高频段与原系统重合,増加一阶微分环节

根据校正后的幅频特性,有

解得

校正后系统的传递函数为

因此校正环节传递函数为

8. 带有库仑摩擦的二阶系统如图1所示。试求点并判断其类型。

平面上的相轨迹方程、等倾线方程,确定奇

图1

【答案】由系统框图可知

则分段线性微分方程为