2017年河北大学电磁学或自动控制(同等学力加试)之自动控制原理复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 局部反馈校正在控制系统的设计过程中起什么作用？
【答案】局部反馈校正在控制系统中的应用可以减小系统的惯性，加快系统的反映速度，从而提高系统的调节品质。
2． 自动控制系统为什么要采用闭环形式？
【答案】对于一个控制系统，可能存在各种内、外扰动影响系统的输出，使被控量偏离期望值而出现偏差。闭环控制方式是按偏差进行控制的，其特点：是无论什么原因，当使被控量偏离期望值而出现偏差时，必定会产生一个相应的控制作用去减小或消除这个偏差，使被控量与期望值趋于一致。按闭环控制方式组成的反馈控制系统，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。
3． 试简述控制理论的基本任务。
【答案】自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动按照预定的规律运行。控制理论主要是研究自动控制系统的分析和设计问题，包括经典控制理论和现代控制理论。
二、分析计算题
4． 某单位负反馈系统的开环传递函数为
（1）写出根轨迹的渐近线； （2）计算根轨迹的出射角；
（3）计算根轨迹与虚轴相交时的根轨迹増益； （4）绘制K>0时的根轨迹。
【答案】（1）由题意，系统有n=3个开环极点，即因此系统渐近线与实轴的交点
为
共有三条渐近线。
（2）对于极点对于极点
其出射角为
其出射角为
m=0, 系统没有开环零点，
倾角
为
（3）系统的闭环传递函数为
系统的特征方程为因此根轨迹增益为K=10。 （4）根轨迹在实轴上的分布为
综合上面的计算可以画出系统的根轨迹如图所示。
当根轨迹与虚轴相交时，令
代入可得
图
5． 已知一单位负反馈控制系统，其被控对象图1中
和
所示。要求：
和串联校正装置
的对数幅频特性分别如
（1）写出系统开环传递函数、校正传递函数，并说明该校正环节的类型； （2）求校正后系统的开环传递函数，并画出校正后系统的开环对数幅频渐近特性； （3）求校正前后系统的截止频率及相角裕度，并分析校正效果。
图1
【答案】（1）系统开环传递函数的确定：
①因为对数幅频渐近线特性曲线的低频渐近线的斜率为
处，斜率变化
因此系统的开环传递函数为由于低频渐近线的延长线通过点于是，系统的开环传递函数为
对应惯性环节.
系统的校正传递函数的确定：
①因为对数幅频渐近线特性曲线的低频渐近线的斜率为
处，斜率变化处，斜率变化因此系统的校正传递函数为由于低频渐近线通过点于是，系统的校正传递函数为
由校正传递函数可知此校正为超前校正. （2）校正后系统的开环传递函数为
校正后系统的开环对数幅频渐近特性如图2所示：
对应一阶微分环节；
对应惯性环节.
故有
图2
（3）校正前的截止频
率
在截止频
率
处，有幅频特
性
即
有
解得相角裕度
:在截止频
率
处，有幅频特
性
即有
校正后的截止频
率