21秋西电《自动控制原理》模拟考试题(一)答案
一、填空题(15分,每空1分)
1 按照是否有反馈信号,控制系统分为 和 。
2 对于二阶系统而言,根据阻尼比的不同,二阶系统一般分为无阻尼、 、 和 。
3 工程上对控制系统的基本要求是: 、 、和 。
4 分析系统性能的基本方法有 、根轨迹法和 。其中 和 属于图解分析法。
5 根轨迹描述某一开环参数与 极点间的关系,绘制根轨迹的条件分为 和 。
二、简答题(25分)
1、系统的特征方程为:
s4+3s3+5s2+4s+2=0
运用劳斯稳定性判据判断系统的稳定性。(8分)
2、求图示系统的闭环传递函数 。(10分)
3、串联校正的特点及其分类?(7分)
三、某单位负反馈控制系统如图,阻尼比 ,试求:(共20分)
1、求系统的类型和阶次。(4分)
2、求参数K、无阻尼振荡角频率 的值。(6分)
3、系统的开环传递函数 。(4分)
4、峰值时间 ,最大超调量 。(6分)
四、单位反馈系统的开环传递函数为
试绘制系统根轨迹。(15分)
五、试分析图示系统中PD控制器对系统性能的影响。(25分)
模拟试题(一)参考答案
一填空
1开环控制闭环控制
2欠阻尼过阻尼临界阻尼
3稳定性准确性快速和平稳性
4时域分析法 频率分析法 根轨迹法频率法
5闭环幅值条件相角条件
二、简答题
1、 解:建立劳斯表:
s4 1 5 2
s3 3 4
s2 4 2
s1 1.5
s0 2
第一列数值为正,故系统稳定。
2、 解:系统的传递函数为:
3、答:串联校正简单, 较易实现。设于前向通道中能量低的位置,减少功耗。主要形式有相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后-超前校正。
三、解:1、1型、2阶
2、K=1 =1
3、
4、 3.63
四、解 根轨迹绘制如下:
① 实轴上的根轨迹:
② 分离点:由
解得:。
③与虚轴交点:
把s=j 代入上方程,令
解得:
根轨迹如图解所示。
五、 解:无PD控制器时, 系统的特征方程:
Js2+1=0
系统临界稳定
接入PD控制器后, 系统的特征方程为
Js2+KpTds+Kp=0
闭环系统是稳定的。
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