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自动控制原理期末考试卷与答案
一、填空题(每空
1分,共 20分)
1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面,即:
稳定性
、快速性和准确性。
称为传递函数。
劳斯判据(或:时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据
2、控制系统的
输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值
3、在经典控制理论中,可采用
线性控制系统稳定性。
(或:频域分析法)等方法判断
4、控制系统的数学模型,取决于系统
结构和参数,与外作用及初始条件无关。
20lg A( ) (或: L( ) ),横坐标为
lg
5、线性系统的对数幅频特性,纵坐标取值为
。
6、奈奎斯特稳定判据中,
Z = P - R
,其中 P是指开环传函中具有正实部的极点的个数,
Z是指闭环传函中具有正
实部的极点的个数, R指奈氏曲线逆时针方向包围
(-1, j0 )
整圈数。
7、在二阶系统的单位阶跃响应图中,
t
% 是超调量
s定义为调整时间
。
。
K
A( )
(T1 ) 2 1 (T2 )2 1 ,相频特性
K
8、设系统的开环传递函数为
,则其开环幅频特性为
s(T1s 1)(T2s 1)
( ) 900 tg 1(T1 ) tg 1(T2 )。
为
9、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过
给定值与反馈量的差值进行的。
10
5
10、若某系统的单位脉冲响应为
g(t) 10e 5e ,则该系统的传递函数
G(s)为
。
s s
11、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
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。
12、根轨迹起始于开环极点,终止于开环零点。
开环控制系
13、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。
14、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越频率
c对应时域性能指标
调整时间
ts,它们反映了系统动态过程的快速性
二、(8分)试建立如图 3所示电路的动态微分方程,并求传递函数。
图 3
解: 1、建立电路的动态微分方程
ui (t) u 0 (t) C d[u i (t) u0 (t)] u 0 (t)
根据 KCL有
R1
dt
R2
(2分)
R1R2C du 0(t) (R1 R2)u0(t) R1R2C du i (t)
dt dt
即
R2ui (t)
(2分)
2、求传递函数
对微分方程进行拉氏变换得
R1R2CsU 0(s) (R1 R2)U 0(s) R1R2CsU i (s) R2U i(s)
(2分)
U 0(s)
R1R2Cs R2
得传递函数
G(s)
(2分)
U i (s) R1R2Cs R1 R2
三、(共 20分)系统结构图如图
4 所示:
C(s)
R(s)
1、写出闭环传递函数
(s)
表达式;( 4分)