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1、自动控制理论B一、填空题：（每空1分，共15分）1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作 用而无反向联系时，称为开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺 向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机 速度控制系统，属于闭环控制系统。3、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡， 则该系统稳定。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用 劳斯判据；在频域分析中采用 奈奎斯特判据。4、 传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变与 输入拉氏
2、变换之比。K（, 1）K 2 2 + 15、设系统的开环传递函数为（T S +1），则其开环幅频特性为s2（Ts + 1） 2 寸T2 2 + 1丄 z+“arctan-18Q -arctan 亠 180 arctant相频特性为。或：-180。-arctan1 +tt26、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿 越频率对应时域性能指标 调整时间t，它们反映了系统动态过程的快速cs性。二、选择题（每题 2分，共20分）1、关于传递函数，错误的说法是（B ）B传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响;2、下列哪种措施对改善系统的精度没有效果（
3、C ）。C、增加微分环节3、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的（D ）。D、响应速度越慢4、已知系统的开环传递函数为50(2 s + 1)(s + 5)则该系统的开环增益为（C ）。C、105、若某系统的根轨迹有两个起点位于原点，则说明该系统（B ）。B、含两个积分环节6、开环频域性能指标中的相角裕度丫对应时域性能指标（A ）。A、超调a %7、已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是（B ）B、-K（s +1、） s （s + 5）8、若系统增加合适的开环零点，则下列说法不正确的是（B ）B、会增加系统的信噪比；9、开环对数幅频特性的低频段决定了系统的（A ）。A、稳态精
4、度10、 下列系统中属于不稳定的系统是（D ）。D、脉冲响应为h（t）二8eo.4t的系统C (s) =1三、（共 24分）设系统闭环传递函数试求：R (s)T 2 s 2 + 2 g Ts + 1二 0.2 ； T 二 0.08s ；g = 0.8 ； T 二 0.08s 时单位阶跃响应的超调量a%、 调节时间t及峰值时间t。（9分）sp解：系统的闭环传函的标准形式为:1加 +2gMns2 +2gms +02，其中0nna% =e-兀g A-1-g2 e-0.2兀八 10.2 =52.7%当 E 0.08s时，44T 4x 0.08 .厂t _ 1.6ss 莎石 0.2 n冗t _p 331
5、dn斎竺8 - 0.26sJTWQ % =e硝八 ig2 = e-0.8 兀八 10.82 =1.5%g = 0.8 T = 0.08s 时44T 4 x 0.08 八,3,rr系统稳定且为欠阻尼状态时根轨迹增益Kr的取值范围：K广39,开环增 益K与根轨迹增益K的关系：K二Kr3系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围：K = 13五、（共22分）已知反馈系统的开环传递函数为 *s +1），试:1、用奈奎斯特判据判断系统的稳定性；（10分）K 解:系统的开环频率特性为G（ j）H（j）二）j（1+ j）K90幅频特性：A（）= =，相频特性：申（）= _9 - arctan起点： =0
6、A （佯g）申，= 7 ；）+ + +终点： t g, A g =）申0to,=）。；图2 = 0 g:申（） = 90。一180判断稳定性：开环传函无右半平面的极点，则p二0，曲线位于第 3 象限与实轴无交点。 开环频率幅相特性图如图 2所示。极坐标图不包围（一1, jO）点，则N = 0 根据奈氏判据，Z = P 2N=0系统稳定。2、若给定输入r(t) = 2t+2时，要求系统的稳态误差为025,问开 环增益K应取何值。(7分)解：若给定输入r( t)二2t+2时，要求系统的稳态误差为0.25，求开环增益K： 系统为1型，位置误差系数K =8,速度误差系数K =K ,P VA A 2 0.25依题意：ess _ k _ K _ K _ *，v得 K = 883、求系统满足上面要求的相角裕度Y。(5分)8故满足稳态误差要求的开环传递函数为 G (s) H(s)=不莉解：令幅频特性：A(O)= 1得 c 2*7，叫 1 + 2c申( ) = 90。 arctan = 90。 arctan 2.7 沁160。cc，相角裕度Y :y = 180。+p( ) = 180。160。= 20。c
