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1、2017年南京理工大学能源与动力工程学院控制理论基础(加试)复试仿真模拟三套题目录 2017年南京理工大学能源与动力工程学院控制理论基础（加试）复试仿真模拟三套题（一） . 2 2017年南京理工大学能源与动力工程学院控制理论基础（加试）复试仿真模拟三套题（二） . 8 2017年南京理工大学能源与动力工程学院控制理论基础（加试）复试仿真模拟三套题（三） 14一、简答题1 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
2、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）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
3、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 （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。2 系统校正方法通常有哪几种？它们各有什么特点？请简单分析叙述之。【答案】按照校正装置在系统中的连接方式，控
4、制系统的校正可以分为串联校正，反馈校正和复合校正。串联校正环节和原系统直接连接，其频率特性直接和原系统的频率特性相加，串联校正对参数变化敏感、简单易用。反馈校正利用反馈校正装置包围待校正系统中极不利于系统性能的环节，形成局部反馈回路，在局部反馈回 路的开环幅值远大于1的条件下，局部反馈回路的特性主要取决于反馈校正装置，可以忽略被包围的部分，从而 使校正后系统的性能满足要求。反馈校正装置可以削弱系统非线性特性的影响，降低系统的时间常数，提高系统 的鲁棒性，抑止系统噪声。复合校正主要是为了减小误差，在反馈回路中加入前馈通路，前馈控制主要用于下列场合：干扰幅值大且频繁、对被控变量影响剧烈、单纯反馈控
5、制达不到要求时；主要干扰是可测不可控的变量；对象的控制通道 滞后大、反馈控制不及时，控制质量差时，可采用前馈一反馈控制系统，以提高控制质量。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 采样系统的结构如图1所示，采样周期T+0.5s, 试确定参数K 的取值范围，使该系统在阶跃信号作用下，输出响应是单调收敛的。 图1【答案】开环脉冲传递函数为 开环零点为0, 开环极点为1和2所示，分离点分别为在处的值为 由此可知，参数K 的取值范围是 当根轨迹增益从零到无穷变化时，闭环极点的轨迹如图由于当闭环极点均位于单位圆内，且为正实数时，系统的阶跃响应是单调收敛的。因此，分离点所对应的根轨迹増益是最大的允许值，由模方程可得 图2 5 已知单位反馈系统的开环传递函数为（2）当r （t ）= （1）确定系统在输入信号r （t ）=1（t ）作用下的调节时间时，求此时系统的稳态误差【答案】（1）由题意，系统的闭环传递函数为 （5%误差带）（2）系统的误差传递函数为 令令得到 6 控制系统的信号流图如图1和图2所示，试分别写出系统的传递函数得到 图1 考研试题
