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2018年北京市培养单位自动化研究所857自动控制理论考研仿真模拟五套题

  摘要

一、分析计算题

1. 某系统结构如图所示,其中,

系统在输入r (t )=t作用下的稳态误差为零。

试设计校正环节

使该

【答案】为了使系统在输入r (t )=t作用下的稳态误差为零,则系统至少为II 型系统,因为单纯的积分环节对系统的稳定性有一定影响,因此假设

此时系统的开环传递函数为

此时需保证系统闭环稳定,系统的特征方程为

列写劳斯表如下所示:

2. 己知系统如图所示,试求:

(1)系统闭环主导极点;

(2)由此闭环主导极点所决定的系统超调量(3)系统的误差系数

及调节时间

【答案】(1)系统的闭环传递函数为

因此系统的闭环极点为

(2)由系统闭环传递函数可得

调节时间为

(3)系统的开环传递函数为

3. 如图所示的离散控制系统。

(1)求系统开环脉冲传递函数; (2)求系统闭环脉冲传递函数;

(3)写出系统的差分方程;

(4)简述离散控制系统的脉冲传递函数的定义。 【答案】(1)系统的开环脉冲传递函数为

(2)系统的闭环脉冲传递函数为

(3)由(2)可得系统的差分方程为

(4)脉冲传递函数为零初始条件下系统的离散输出信号的Z 变换与离散输入信号的Z 变换之比。

4. 设单位负反馈系统的开环传递函数为时,系统的稳态误差。

【答案】稳态误差为200。

5. 非线性系统的微分方程为为稳定的焦点。

试求:(1)a 、b 、c 的取值;(2)确定奇点(-1,0)的类型;(3)概略绘制奇点附近的相轨迹。

【答案】(1)由

代入已知方程整理可得

代入奇点(2, 0)(-1, 0)得到b=-l,c=-2, 在奇点(2, 0)附近原方程进行线性化,有

其特征方程为

由于(2, 0)为稳定的焦点,可得

(2)在奇点(-1,0)附近原方程进行线性化可得

特征方程为点为鞍点。

求输入量

奇点为(2,0)和(-1,0),其中(2,0)

因为可知方程有一正根和一负根,奇