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2017年东北林业大学自动控制原理(含现代部分)考研复试核心题库

  摘要

一、简答题

1. 什么是反馈控制原理? 反馈控制系统的主要特点是什么?

【答案】反馈控制原理即按偏差控制的原理。系统的输出量通过反馈通道引入输入端,并与输入信号进行比较产生偏差信号,利用所得的偏差信号产生控制作用调节被控对象,达到减小偏差或消除偏差的目的。反馈控制系统具有抑制任何内、外扰动对被控量产生影响的能力,有较高的控制精度,但结构复杂。

2. 在根轨迹校正法中,当系统的静态性能不足时,通常选择什么形式的串联校正网络?网络参数取值与校正效果之间有什么关系?工程应用时应该注意什么问题?

【答案】(1)校正装置的形式为实轴上,零极点

非常靠近虚轴,且与受控对象的其他零极点相比可以构成一对偶极子。由于增加一对偶极子基本不改变系统的动态性能,但可以增大系统的开环增益,从而达到减小系统静态误差的目的。

(2)零极点之比校正前开环増 益的

的取值越大,系统开环增益增加幅度越大,因为校正后的开环增益是倍。

,即滞后校正装置。零极点均在负

(3)在工程实施时,考虑到系统的稳定性,极点不能太靠近原点。

3. 在经典控制理论中,负反馈控制是一种最基本的控制方式,也是一种常用的校正方式,试举例论述采用负反馈控制的优点。

【答案】负反馈主要是通过输入、输出之间的差值作用于控制系统的其他部分,是按偏差进行调节。负反馈系统抗干扰性好,控制精度高,系统运行稳定。

二、分析计算题

4. 如图所示为具有时滞的控制系统。

(1)求没有时滞时系统的上升时间超调时间(2)确定保证系统稳定时所容许的最大时滞

超调量

【答案】(1)没有时滞时系统传递函数为

和调节时间

5. 设控制系统如图所示,要求:

(1)扰动n (t )=1(t )时,稳态误差为零; (2)r (t )=2t时,稳态误差不大于0.2。

试在下列三种控制结构形式中,选择一种能满足上述要求的,并确定其中参数的取值范围

【答案】误差相对于扰动的传递函数为

要使扰动n (t )=1(t )时,稳态误差为零,若Gc (s )不含积分环节,则不可能达到,可排除(A )。若选(B ),代入得到

对于输入,误差系数

此时系统的特征方程为

列写劳斯表如下所示:

保证系统闭环稳定,得到

这与前面得到的若选(C ), 代入可得

速度误差系数为

此时系统的特征方程为

列写劳斯表如下所示:

相矛盾,因此不能选择此控制器。

保证系统闭环稳定,则

6. 设采样系统的方框图如图所示。

(1)求闭环脉冲传递函数

(2)确定系统稳定的K 值范围;

(3)简要说明采样系统与连续系统的性能差别。