【文章內容簡介】 分)試題四一、填空題（每空 1 分，共15分） 對于自動控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個方面，即： 、 和 ，其中最基本的要求是 。若某單位負反饋控制系統(tǒng)的前向傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 。能表達控制系統(tǒng)各變量之間關系的數(shù)學表達式或表示方法，叫系統(tǒng)的數(shù)學模型，在古典控制理論中系統(tǒng)數(shù)學模型有 、 等。判斷一個閉環(huán)線性控制系統(tǒng)是否穩(wěn)定，可采用　　　　 、　　　　　　　、 　　　　　　　　　　等方法。設系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則其開環(huán)幅頻特性為 ，相頻特性為 。PID控制器的輸入－輸出關系的時域表達式是　　　　　　　　　　　　　，其相應的傳遞函數(shù)為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。　 最小相位系統(tǒng)是指 。二、選擇題（每題 2 分，共20分）關于奈氏判據(jù)及其輔助函數(shù) F(s)= 1 + G(s)H(s)，錯誤的說法是 ( )A、 F(s)的零點就是開環(huán)傳遞函數(shù)的極點B、 F(s)的極點就是開環(huán)傳遞函數(shù)的極點C、 F(s)的零點數(shù)與極點數(shù)相同D、 F(s)的零點就是閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點已知負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為 ( )。A、 B、 C、 D、與是否為單位反饋系統(tǒng)有關 一階系統(tǒng)的閉環(huán)極點越靠近S平面原點，則 ( ) 。 A、準確度越高 B、準確度越低 C、響應速度越快 D、響應速度越慢已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)的開環(huán)增益為 ( )。A、 100 B、1000 C、20 D、不能確定若兩個系統(tǒng)的根軌跡相同，則有相同的：A、閉環(huán)零點和極點 B、開環(huán)零點 C、閉環(huán)極點 D、階躍響應下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在處提供最大相位超前角的是 ( )。A、 B、 C、 D、關于P I 控制器作用，下列觀點正確的有( )A、 可使系統(tǒng)開環(huán)傳函的型別提高，消除或減小穩(wěn)態(tài)誤差；B、 積分部分主要是用來改善系統(tǒng)動態(tài)性能的；C、 比例系數(shù)無論正負、大小如何變化，都不會影響系統(tǒng)穩(wěn)定性；D、 只要應用P I控制規(guī)律，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差就為零。關于線性系統(tǒng)穩(wěn)定性的判定，下列觀點正確的是 ( )。 A、 線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是：系統(tǒng)閉環(huán)特征方程的各項系數(shù)都為正數(shù)； B、 無論是開環(huán)極點或是閉環(huán)極點處于右半S平面，系統(tǒng)不穩(wěn)定； C、 如果系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)特征方程某項系數(shù)為負數(shù)，系統(tǒng)不穩(wěn)定； D、 當系統(tǒng)的相角裕度大于零，幅值裕度大于1時，系統(tǒng)不穩(wěn)定。關于系統(tǒng)頻域校正，下列觀點錯誤的是( )A、 一個設計良好的系統(tǒng)，相角裕度應為45度左右；B、 開環(huán)頻率特性，在中頻段對數(shù)幅頻特性斜率應為；C、 低頻段，系統(tǒng)的開環(huán)增益主要由系統(tǒng)動態(tài)性能要求決定；D、 利用超前網(wǎng)絡進行串聯(lián)校正，是利用超前網(wǎng)絡的相角超前特性。已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，當輸入信號是時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差是( ) A、 0 B、 ∞ C、 10 D、 20三、寫出下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（結構圖化簡，梅遜公式均可）。四、(共15分)已知某單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)根軌跡圖如下圖所示寫出該系統(tǒng)以根軌跡增益K*為變量的開環(huán)傳遞函數(shù)；（7分）求出分離點坐標，并寫出該系統(tǒng)臨界阻尼時的閉環(huán)傳遞函數(shù)。（8分）1 22 1 2 11 2jws五、系統(tǒng)結構如下圖所示，求系統(tǒng)的超調量和調節(jié)時間。（12分）R(s)C(s)六、已知最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性和串聯(lián)校正裝置的對數(shù)幅頻特性如下圖所示，原系統(tǒng)的幅值穿越頻率為：（共30分） 寫出原系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù),并求其相角裕度，判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性；（10分） 寫出校正裝置的傳遞函數(shù)；（5分） 寫出校正后的開環(huán)傳遞函數(shù)，畫出校正后系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性，并用勞斯判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（15分）110100204020dB/dec20dB/dec40dB/dec60dB/decL(w)wL0Lc答案試題一一、填空題(每題1分，共15分)給定值輸入；擾動； G1(s)+G2(s)；4； ；；衰減振蕩5；開環(huán)極點；開環(huán)零點8；； 穩(wěn)態(tài)性能二、判斷選擇題(每題2分，共 20分)D　　A　　C　　A　　D　　A　　B　　C B　B三、(8分)建立電路的動態(tài)微分方程，并求傳遞函數(shù)。解：建立電路的動態(tài)微分方程根據(jù)KCL有 (2分)即 (2分)求傳遞函數(shù)對微分方程進行拉氏變換得 (2分)得傳遞函數(shù) (2分) 第1 頁 共 2 頁四、(共20分)解：（4分） （4分） （4分） （4分） （4分）令：得：五、(共15分)繪制根軌跡 （8分）(1)系統(tǒng)有有3個開環(huán)極點（起點）：0、3，無開環(huán)零點（有限終點）；（1分） (2)實軸上的軌跡：（∞，3）及（3，0）； （1分）(3) 3條漸近線： （2分）(4) 分離點： 得： （2分） (5)與虛軸交點： （2分）繪制根軌跡如右圖所示。（7分）開環(huán)增益K與根軌跡增益Kr的關系：得 （1分） 系統(tǒng)穩(wěn)定時根軌跡增益Kr的取值范圍：， （2分）系統(tǒng)穩(wěn)定且為欠阻尼狀態(tài)時根軌跡增益Kr的取值范圍：， （3分）　系統(tǒng)穩(wěn)定且為欠阻尼狀態(tài)時開環(huán)增益K的取值范圍： （1分）六、（共22分）