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1、2017年上海海事大学554自动控制原理考研复试核心题库一、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 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
2、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 说明频率法超前校正和滞后校正的使用条件和计算步骤。【答案】滞后校正具有幅值压缩和相角滞后的性质，即产生负的相角移动和负的幅值斜率。利用幅值压缩，有可能提高系统的稳定裕度，但将使系统的频带过小；从另一个角度看，滞后校正通过幅值压缩，可以提高系统的稳 定精度。滞后校正一般用于对动态平稳性要求严格或稳定精度要求较高的系统。频域法超前校正装置（1）根据稳态误差要求，确定开环增益K 。（2）利用已确定的开环増益，计算未校正系统的相裕量。 （3）
3、根据指标要求，确定系统中需要增加的相角超前量（4）由式幅值等于一角值 确定值及的点所对应的频率 的设计步骤如下。值，在未校正系统的对数幅频特性曲线上找到并且在此频率上产生最大超前相这一频率为所选网络的（5）确定超前网络的交接频率（6）验算。 频域法滞后校正装置的设计步骤如下。（1）根据给定静态误差系数的要求，计算系统的开环增益K 。并画出未校正系统的Bode 图，求出相应的相位裕量和増益裕量。（2）在作出的相频曲线上寻找一个频率点，要求该点处的开环频率特性的相角为以这一频率作为校正后系统的剪切频率量，修正值，补偿滞后校正带来的相位滞后。处的幅值等于据此确定滞后网络的值。据此可保证在剪切频率 （
4、3）设未校正系统在上式中，为系统所要求的相位裕处，校 正后开环系统的幅值为0。 （4）选择滞后校正网络中的一个转折频率则另一个转折频率为（5）校验。画出校正后系统的Bode 图，并求出校正后系统的相位裕量。校核设计指标，如果不满足要求， 可通过改变T 值，重新设计滞后校正网络。二、分析计算题4 试用描述函数法和相平面法分别研究图1所示系统的周期运动，说明应用描述函数法所做的基本假定的意义。 图1【答案】（1）描述函数法：非线性部分描述函数为 线性部分频率特性是 因此闭环特征方程为 对于任意一个不小于1的都有一个X 和它对应，即系统有无限多个振荡频率。（2）相平面法：如图2所示有 对方程组积分可
5、得到 其中和初始条件有关。相轨迹：当时，是以且为圆心、为半径的圆。当时，是以为圆心、A ，为半径的圆。对于任意一条相轨迹有原点是系统奇点，也是中心点。终点为有 周期计算只要算个周期即可，如图2所示，取起点、 图2（3）描述函数法是假定非线性环节输入为周期运动且为正弦输入。对于一般系统是能满足的，因为一般系 统能滤去高阶分量。本例中线性部分不满足这一条件，因此描述函数法无法给出一个运动周期。但当X 与中 的一个为已知时，描述函数法可以给出另一个值。5 含死区特性非线性系统如例图所示，分析误差e （t ）关于不同输入信号r （t ）作用下的运动轨迹，变量x 与误差e 的关系为 图【答案】误差e （t ）关于输入信号r （t ）的微分方程为（1）当R 为常值时 相平面可以分为三个区域：区的运动方程为此时相轨迹为斜率为 的直线，或为的横轴，（积分得?）一、简答题考研试题
