《(完整版)《自动控制原理》A卷答案(电气工程及自动化专业)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(完整版)《自动控制原理》A卷答案(电气工程及自动化专业)（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、山东科技大学20072008学年第一学期自动控制原理考试试卷(A卷)答案及评分标准题号一二三四总得分评卷人审核人得分班级姓名学号一、填空题分，共 15对自动控制系统的基本性能要求可归纳为三个方面，这三个方面是稳1、分)2、4/101，当输入信号r(t) = 4t时，系统稳态误差为 工。5s + 45、系统传递函数免)=忑亦2，其可控标准型为毎u, y = I 4- 5x。可观测标准型动态方程为毎-4u, y -5I01x。对于最小相位系统，开环对数幅频特性的低频区决定了系统的准确性能；中频区决定了系统快速性能。高频区决定了系统 抗干扰 性能。若要求提高系统的响应速度应选择 超前 校 正装置。若
2、要求提高系统抑制噪声的能力应选择 滞后 校正装置。3、某反馈控制的特征函数FG) = 1 + G(s)H(s)=羔駕；)则该系统的开环极点壬-0.2 ，为闭环极点为-10，-24、如下图所示系统的开环放大倍数为100 ，当输入信号r(t) = 4时，系统稳态误差为二、选择题(每题3分，共15分)1、若系统(或元件)的某输入 输出的拉氏变换分别为x (s),x (s)，对应的传递函数记为G(s), i0则下列说法是不正确的有(B)A 在零初始条件下，G(s) = 32 ； B X (s)i曲二器，描述了系统的全部信息;iC若g(t)为单位脉冲响应，则G(s) = Lg(t) ； D G(s)反映
3、了系统本身的固有特性。-21u, y = b2、已知系统的状态方程和输出方程为亠-3x+2-11A.可控，可观；B.可控，不可观；C.不可控，可观；D.不可控，不可观5x，则系统状态（A ）。3、 非线性系统周期运动如下图，曲线和曲线有两个交点1、2,下列说法正确的是（D ）XGN （A）讥A、 1对应的周期运动是稳定的，2对应的周期运动是稳定的。_?B、 1对应的周期运动是不稳定的，2对应的周期运动是不稳定的。EC、 1对应的周期运动是不稳定的，2对应的周期运动是稳定的。1D、1 对应的周期运动是稳定的， 2 对应的周期运动是不稳定的。4、若某系统的Bode图已知，其低频处的幅频特性是一条斜
4、率为-20dB/dec的直线，且当o = 1时幅值为20dB，相频申（0） T-90。，则该系统（B）A是0型系统，开环放大倍数为10； B是I型系统，开环放大倍数为10；C是0型系统，开环放大倍数为訂0 ； D 是I型系统，开环放大倍数为710。5、已知系统特征方程s4 + 3s3 + 3s2 + 3s + 2 = 0，下列说法正确的是（B）A.系统稳定。B.系统临界稳定。C.系统不稳定。D.无法判断。三、计算题（每题 10 分，共 40 分）解：依题可知h(s) = 1t = 0.75pb % = 1.09 1 = 9%I 13 分)(s )=s 2 + as + Ko2s 2 + 2g
5、s + o 2nnK = o 2 a = 2gon(11)分)tpX9分1(4)o % = e勺-g2 = 0.09匹09 = 0.7665兀（5）2 分）= .60833(卩=52.55O)0.75 匸 0.6082=5.236 弧f 秒(61) 分)K = 2 = 5.2362 = 27.4（2 分）a = 2gw = 2 x 0.608 x 5.236 = 6.37n2、系统结构图如下图所示，求系统的闭环传递函数（s）.解（1）：等效变换法：（每步2分）3、采样系统结构如下图所示，其中 K=T， T=Ts1）求闭环脉冲传递函数z）。2）判断系统稳定性。解：1) G(z) =(1- z-1
6、)ZS 2( S + 1)0.368z + 0.264z2 - 1.368z + 0.368(4 分)0.368z + 0.264(2分)z 2 z + 0.6322）系统闭环特征方程为：D（z） = z2 - z + 0.632 = 0 （2分）特征根zi = 05 土 j0618，在单位圆内，系统稳定。（2分）4、系统的动态方程为，_ 0 ox+u，3 22y = bOlx，能否通过状态反馈把系统的极点配0 2置在-10，-10处，若可以，求出实现上述极点配置的反馈矩阵KS = b A丄2 4，呎s=2,系统可控，可以通过状态反馈实现极点配置。（3分）K = Ikk ,12|sI - (A
7、 bK )|s3 + 2ki1s 2 + 2k2= s2 + 2(k 1)s 2k 3213 分)a*(s) = s2 + 20s +100 (2 分)2(k 1) = 20 Ik = 51.52 分)2k 3 = 100 k = 111 , 2四、绘图题（每题 15 分，共 30 分）1、已知某系统的开环传递函数为G（s）H（s）= s （ s +1）（ s + 21）画出以 K 为参数的闭环系统根轨迹图2）求出使系统稳定的 K 值范围。解：开环极点:P1 = 0,p2 = -1,p3 = -2-1渐近线:2 分）a土 60 oa I 180o实轴上的根轨迹:（-2,-1,0（2分）分离点:
8、d G (s)H (s)= o ds3s 2 + 6s + 2 = 0s1,2- 0.433-1.577舍3 分)与虚轴交点: s3 +3s2 +2s+k =0(2 分)s 312s 23kk k = 6 时， 有 3s 2 + 6 = 0 , s 12 一3s0k得: S1,2单位阶跃响应呈阻尼衰减振荡的k值范围为：0 k 6 （3分）绘图（3 分）2、已知单位反馈系统的开环传递函数为G （s） H （s）=5s (0.1s +1)(0.4 s +1)要求：1）绘制概略开环幅相曲线（要求确定起点，终点，与实轴的交点）2）利用奈氏判据判定系统稳定性（步骤，结论）。3）确定系统的幅值裕度和相角裕度。解：1）起点：，G（j0）H （j0） = Z- 90。（1 分）终点： G j)H j) = 0Z- 270。(1 分) 与实轴的交点：二5 ,G（j）H（j）= -0.4（4分）xxx概略幅相曲线为：（1分）2）R=0, P=0 Z=0,由奈氏判据可知系统不稳定。（2分）3）h =-= 2.5 （2 分）G（jo ）H（jo ）|G(jS )H(jo )| = 1 no 沁 3.5(2 分)ccc丫= 180 + ZG(jo )H(jo ) = 180。-90-arctg0.1o -arctg0.4o 16。(2 分)cccc
