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1、学习中心： 院校学号： 姓名 课程名称: 自动控制原理 1 东东 北北 大大 学学 继继 续续 教教 育育 学学 院院 自动控制原理自动控制原理 试 卷（作业考核 线下） B 卷（共 4 页） 总分 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 得分 注：请您单面打印，使用黑色或蓝色笔，手写完成作业。杜绝打印，抄袭作业。 一、 （一、 （30 分）回答下列各题分）回答下列各题 1、自动控制系统由哪些基本环节组成？各环节的功能是什么？（10 分） 答： （1）控制对象或调节对象要进行控制的设备或过程。 （2）执行机构 一般由传动装置和调节机构组成。执行机构直接作用于控制对象，使被 控制量达到所要
2、求的数值。 （3）检测装置或传感器 该装置用来检测被控制量，并将其转换为与给定量相同的物理 量。 （4）给定环节 设定被控制量的给定值的装置。 （5）比较环节 将所检测的被控制量与给定量进行比较，确定两者之间的偏差量。 （6）中间环节 一般包括比较环节和校正环节。 2、传递函数适合哪类控制系统？如何定义？（10 分） 答： 传递函数适合线性连续系统。其定义为：零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的 拉氏变换之比。 3、通常有哪几种减小稳态误差的途径？（10 分） 答： (1)提高开环传递函数中的串联积分环节的阶次 N,但 N 一般不大于 2 (2)增大系统的开环放大系数 K，但 K 也不能任
3、意大 (3)为了减小给定和扰动无差，可以采用补偿的方法，如采用串级控制抑制内回路扰动。 二、二、 （20 分）控制系统的动态结构图如图 1 所示，试求系统输出 Y(s)对输入信号 R(s)和扰动 信号 N(s)的传递函数 Y(s)/ R(s)、 Y(s)/ N(s)。 学习中心： 院校学号： 姓名 课程名称: 自动控制原理 2 Y(S) R(S) N(S) F H1 W2 W1 + + - - H2 图图 1 1 题二图题二图 解：(1)求 Y(s)/ R(s)，令 N(s)=0,图像简化如下 2 1 2212 2 22122 11 22 1( ) ( )1 1 1 W W W HWWY S
4、W R SW HWW H WH W H (2) 求 Y(s)/ N(s)，令 R(s)=0,图像简化如下 212 22122 ( ) ( )1 WWW FY S N SW HWW H 学习中心： 院校学号： 姓名 课程名称: 自动控制原理 3 三、 （30 分）一闭环反馈控制系统的动态结构图如图 2 所示。 （1）试求当%20%，5%1.8 s ts时，系统的参数 1 K及值。 （2）试求上述系统的位置稳态误差系数 p K、速度稳态误差系数 v K、加速度稳态误差系数 a K 及其相应的稳态误差。 图 2 题三图 解： (1) 系统开环传递函数为 1 2 1 1 1 2 1 1 ( ) ()1
5、 1 1 K K K s Ws K s s sK ss s K 系统的闭环传递函数为 1 2 11 ( ) K s sK sK 与标准型相对比，得 2 1 1 K 2 1 K = n n K K 由%20%,得 22 ln0.2 0.46 (ln0.2) 由5%1.8 s t，得 3 3.65 n s t 所以 学习中心： 院校学号： 姓名 课程名称: 自动控制原理 4 1 13.32 0.25 K 即 1 13.32 0.25 4 K K K （2）由 K W可知该系统为型系统，由教材中的表 3-1 并根据稳态误差与稳态误差系数之 间的关系，得 ( )0 p e ， p K 1 ( )0.25 v K e K ， 4 v K ( ) a e ， 0 a K 四四、 （20 分）已知系统是最小相位的，其开环幅相频率特性和对数幅频特性分别如图 3(a)、(b) 所示，试写出系统的开环传递函数，并判断闭环系统是否稳定。 P( ) jQ( ) =0 = (-1 ,j0) L( ) -2 -1 =1 =100 (a) (b) 图图 3 题题四四图图 解：由图 3(b)可知系统的开环传递函数为： 根据奈氏稳定判据， 由图 3(a)可知，不包含（-1，j0）点，所以闭环系统稳定。
