控制工程與控制理論考試試卷及答案-文庫(kù)吧
2025-07-22 01:13 本頁(yè)面
【正文】 三．計(jì)算題（１5分）：證明：方法一：，故由開環(huán)傳函表達(dá)式可知，系統(tǒng)為二型系統(tǒng)，因此，單位斜坡輸入時(shí)穩(wěn)態(tài)誤差為零。方法二：當(dāng)時(shí)四．計(jì)算作圖題（１０分）：解漸進(jìn)線時(shí) 解有由主導(dǎo)極點(diǎn)的概念，不能等效為一個(gè)二階系統(tǒng)。五．計(jì)算作圖題（１０分）：六．簡(jiǎn)答題（６分）：（a） 不穩(wěn)；（b） 穩(wěn)。七．計(jì)算作圖題（１５分）：解： 第1種校正方案 （a）（b）圖 滯后校正校正后：開環(huán)增益加大，穩(wěn)態(tài)誤差減小，精度提高。中頻段由 減小，變大高頻抗干擾能力增強(qiáng)。第2種校正方案 （a）（c）圖 超前校正校正后低頻不變，穩(wěn)態(tài)無(wú)影響中頻 穩(wěn)定性提高 變大 變大減小高頻抗干擾能力下降。課程名稱： 控制理論與控制工程 考試方式： 開卷考試 考試時(shí)間： 90 分鐘 試卷三一． 填空計(jì)算題（15分）： （1）如圖所示：RC網(wǎng)絡(luò)，其輸出與輸入的微分方程描述為 ，假定在零初始條件下，系統(tǒng)的傳遞函數(shù)= ，該系統(tǒng)在作用時(shí)，有= 。 (2)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖，該系統(tǒng)是 反饋系統(tǒng)，是 階系統(tǒng)，是 型系統(tǒng)，若要使系統(tǒng)的放大系數(shù)為1，（取的誤差帶），應(yīng)為 ，應(yīng)為 。 （3）如果單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)是，該系統(tǒng)是 階系統(tǒng)，是 型系統(tǒng)，該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)位置誤差系數(shù)為 ，穩(wěn)態(tài)速度誤差系數(shù)為 ，穩(wěn)態(tài)加速度誤差系數(shù)為速度誤差系數(shù)為 。二．計(jì)算題（10分） 已知某電路的微分方程為： 其中為輸入，為輸出，均為常數(shù)，試建立系統(tǒng)方筷圖，并求傳遞函數(shù)。三、 計(jì)算題（15分） 某非單位反饋控制系統(tǒng)如圖所示，若，(1)求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出，及，超調(diào)量和調(diào)整時(shí)間。(2)試畫出單位階躍響應(yīng)曲線，并標(biāo)出及,。四．計(jì)算題（10分）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示。五．計(jì)算題（10分）若某系統(tǒng)的特征方程為： 試?yán)L制其根軌跡，并分析系統(tǒng)穩(wěn)定的值范圍及階躍響應(yīng)呈衰減振蕩的值范圍。（跟軌跡分離點(diǎn)）。六．計(jì)算題（10分）設(shè)某單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： 試畫出系統(tǒng)的Bode圖，并計(jì)算相角裕量判別開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。畫出極坐標(biāo)圖，在圖上標(biāo)出點(diǎn)位置。七．計(jì)算題（10分）已知一單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：要求采用串聯(lián)校正，校正后相位裕度幅侄裕度，對(duì)單位斜坡的輸入信號(hào)的穩(wěn)態(tài)誤差。試題三答案一．（10分） 負(fù)，1 ，I，30，1，2，0，二．（10分）三．（15分）解： 當(dāng) 時(shí) ， 由已知系統(tǒng)的 四．（10分） 解： 首先要保證系統(tǒng)穩(wěn)定 特征方程為 即 穩(wěn)定域?yàn)? 由于系統(tǒng)為一型系統(tǒng)， 當(dāng)時(shí) 要使 即 綜合穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)誤差的要求可得:五.(10分) 1. 分離點(diǎn) 2. 漸進(jìn)線 3. 起始角：4. 與虛軸交點(diǎn)： 在處的另外兩個(gè)點(diǎn) 因?yàn)? 所以六.(10分) 相角裕量閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定.七.(15分) 解: 根據(jù)穩(wěn)態(tài)要求 有 可有 ,不滿足要求. 分貝 選用串聯(lián)超前校正 最大相位超前 取校正后的截止頻率 校正系統(tǒng)當(dāng)時(shí),有 解有又 有 校正后 驗(yàn) (答案不唯一)課程名稱： 控制理論與控制工程 考試方式： 開卷考試 考試時(shí)間： 90 分鐘 試卷四一．計(jì)算題（18分）： 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示。（1） 求系統(tǒng)（a）的無(wú)阻尼自然振蕩頻率和阻尼比，并確定系統(tǒng)（a）的單位階躍響應(yīng)。及系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能。（2） 要使系統(tǒng)（b）的阻尼比，求的值和的值，并確定系統(tǒng)（b）的單位階躍響應(yīng)。及系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能。（3） 比較系統(tǒng)（a）和系統(tǒng)（b），說(shuō)明速度反饋的作用。（注：穩(wěn)態(tài)性能指求，動(dòng)態(tài)性能指求）。二．計(jì)算題（10分）： 某系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示，求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)和閉環(huán)傳遞函數(shù)。當(dāng)值為200時(shí)，求的值。三．計(jì)算題（１0分）： 已知系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，當(dāng)時(shí)，求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。（已知閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定）四．計(jì)算題（１0分）：已知系統(tǒng)的特征方程式為，試求（1）在右半平面的閉環(huán)極點(diǎn)個(gè)數(shù)。（2）閉環(huán)極點(diǎn)為虛數(shù)的值。五．計(jì)算作圖題（１2分）： 設(shè)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，試在平面上繪制系統(tǒng)根軌跡的大致圖形。并分析系統(tǒng)的振蕩特性。六．計(jì)算作圖題（１０分）： 試分別用極坐標(biāo)圖和對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖表示某穩(wěn)定系統(tǒng)的相角裕量和幅值裕量。（系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)用表示）七．簡(jiǎn)答題（６分）：已知一單位負(fù)反饋?zhàn)钚∠辔幌到y(tǒng)的固有部分及串聯(lián)校正裝置的對(duì)數(shù)幅頻特性如圖所示：1． 寫出相應(yīng)的傳遞函數(shù)；2． 在圖中分別畫出系統(tǒng)校正后的對(duì)數(shù)幅頻特性及相頻特性，[只要求大致形狀]3． 寫出校正后的系統(tǒng)傳遞函數(shù)；4． 分析對(duì)系統(tǒng)的作用。試卷四答案一.(18分)(1) 系統(tǒng)(a) 系統(tǒng)(b) (2) 為了加速反饋,改變了系統(tǒng)的阻尼比,使增大,而不變,從而使但了.二.(10分) 開環(huán)傳遞函數(shù)為 ,閉環(huán)傳遞函數(shù)為,時(shí),三.(10分) 由于該系統(tǒng)杜宇輸入信號(hào)為一型系統(tǒng),因此階躍輸入引起的穩(wěn)態(tài)誤差為0,只存在擾動(dòng)引起穩(wěn)態(tài)誤差. 當(dāng)時(shí) 四.(10分) (1)[s]右半平面無(wú)極點(diǎn)。 (2) (4個(gè)虛軸上的根)五.(12分):2 開環(huán)極點(diǎn):2. 實(shí)軸軌跡 會(huì)合點(diǎn):: 六.(10分) 相角裕量, h 幅值裕量. 相角裕量, h 幅值裕量.七.(15分) 3. ,提高了快
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