2017年西北工业大学航海学院821自动控制原理考研仿真模拟题
● 摘要
一、分析计算题
1． 典型二阶系统如图a 所示，其单位阶跃响应曲线如图b 所示。要求：
（1）确定其开环传递函数
（2）系统在r=0.51（t ）+47t作用下的稳态误差。
图
【答案】
2． 水箱水位自动控制系统如图所示，在任何情况下，希望水位高度h 维持不变，试说明系统的工作原理，并画出系统的原理方框图。
图 水箱水位自动控制系统的工作原理图
【答案】系统的被控对象为水箱，给定值为希望水位，
被控量为水箱的实际水位电位器电刷位于中点位置）
当
. 时. 浮子位置升高（或降低），
系统的原理方框图如
（与电位器设定电压相对应，此时
时，电位器电刷位于中点位置，电动机不工作。当
，给电动机提供一定的工作电压，驱动电动通过杠杆作用使电位器电刷从中点位置下移（或上移）
，
使水箱水位达到希望值机通过减速器使进水开关的开度减小（或増大）图所示。
图 水位自动控制系统的工作原理方框图
3． 控制系统方框图如图所示，试求：
（1）当的稳态误差
（2）当
时重复（1）的要求；
单位斜坡输入信号作用下系统的稳态误差
试确定
时系统的阻尼系统
无阻尼自然振荡频率
及系统对单位斜坡输入
（3）要使系统的阻尼系数
的值，并计算在此参数情况下，系统的单位阶跃响应的超调量、上升时间和调节时间。
图
【答案】设方框图中图示两点分别为A 和B ，则
系统前向通道传递函数为
系统的闭环传递函数为
（1）当
时，
则
系统的静态速度误差系数为
稳态误差为
（2）当时
系统的静态速度误差系数为
稳态误差为
（3）
而系统的静态速度误差系数为
联立①②两式解得
系统的单位阶跃响应的超调量、上升时间和调节时间为
4． 非线性系统如图1所示，滞环继电器特性的描述函数为
（1）该系统是否存在自持振荡？自持振荡是否稳定？ （2）若存在稳定的自持振荡，当要求自持振荡频率应如何取值？
振幅
时，继电器参数h
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