【文章內(nèi)容簡介】 （1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）　解：系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性為　　　　　?。?分）幅頻特性：， 相頻特性：（2分）起點：　?。唬?分）終點：　??；（1分） ，圖2曲線位于第3象限與實軸無交點。（1分）開環(huán)頻率幅相特性圖如圖2所示。 判斷穩(wěn)定性：開環(huán)傳函無右半平面的極點，則，極坐標(biāo)圖不包圍（－1，j0）點，則根據(jù)奈氏判據(jù)，Z＝P－2N＝0 系統(tǒng)穩(wěn)定。（3分） 若給定輸入r(t) = 2t＋2時，求開環(huán)增益K：　系統(tǒng)為1型，位置誤差系數(shù)K P =∞，速度誤差系數(shù)KV =K ， （2分）依題意： ， （3分）得　 （2分）　　　故滿足穩(wěn)態(tài)誤差要求的開環(huán)傳遞函數(shù)為　　　　　滿足穩(wěn)態(tài)誤差要求系統(tǒng)的相角裕度：令幅頻特性：，得， （2分）， （1分）相角裕度： （2分）試題三一、填空題（每空 1 分，共20分） 對自動控制系統(tǒng)的基本要求可以概括為三個方面，即： 、快速性和 。控制系統(tǒng)的 稱為傳遞函數(shù)。一階系統(tǒng)傳函標(biāo)準(zhǔn)形式是　　　　　　　　，二階系統(tǒng)傳函標(biāo)準(zhǔn)形式是　　　　　　　　　。在經(jīng)典控制理論中，可采用　　　　　　、根軌跡法或 等方法判斷線性控制系統(tǒng)穩(wěn)定性。控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，取決于系統(tǒng)　　　　和 , 與外作用及初始條件無關(guān)。線性系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性，縱坐標(biāo)取值為　　　　 　，橫坐標(biāo)為　 　　　 。奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)中，Z = P R ，其中P是指 ，Z是指 ，R指 。在二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)圖中，定義為 。是 。PI控制規(guī)律的時域表達(dá)式是 。P I D 控制規(guī)律的傳遞函數(shù)表達(dá)式是 。設(shè)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 。二、判斷選擇題(每題2分，共 16分)關(guān)于線性系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，正確的說法是：( ) A、 一型系統(tǒng)在跟蹤斜坡輸入信號時無誤差 ；B、 穩(wěn)態(tài)誤差計算的通用公式是；C、 增大系統(tǒng)開環(huán)增益K可以減小穩(wěn)態(tài)誤差；D、 增加積分環(huán)節(jié)可以消除穩(wěn)態(tài)誤差，而且不會影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。適合應(yīng)用傳遞函數(shù)描述的系統(tǒng)是 ( )。A、單輸入，單輸出的線性定常系統(tǒng)；B、單輸入，單輸出的線性時變系統(tǒng)；C、單輸入，單輸出的定常系統(tǒng)；D、非線性系統(tǒng)。若某負(fù)反饋控制系統(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(guān)非單位負(fù)反饋系統(tǒng)，其前向通道傳遞函數(shù)為G(S)，反饋通道傳遞函數(shù)為H(S)，當(dāng)輸入信號為R(S)，則從輸入端定義的誤差E(S)為 ( )A、 B 、C 、 D、已知下列負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，應(yīng)畫零度根軌跡的是 ( )。A、 B 、 C 、 D、閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)性能主要取決于開環(huán)對數(shù)幅頻特性的：A、低頻段 B、開環(huán)增益 C、高頻段 D、中頻段 已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，當(dāng)輸入信號是時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差是( )A、 0 ； B、 ∞ ； C、 10 ； D、 20關(guān)于系統(tǒng)零極點位置對系統(tǒng)性能的影響，下列觀點中正確的是( )A 、 如果閉環(huán)極點全部位于S左半平面，則系統(tǒng)一定是穩(wěn)定的。穩(wěn)定性與閉環(huán)零點位置無關(guān)；B、 如果閉環(huán)系統(tǒng)無零點，且閉環(huán)極點均為負(fù)實數(shù)極點，則時間響應(yīng)一定是衰減振蕩的；C 、 超調(diào)量僅取決于閉環(huán)復(fù)數(shù)主導(dǎo)極點的衰減率，與其它零極點位置無關(guān)； D、 如果系統(tǒng)有開環(huán)極點處于S右半平面，則系統(tǒng)不穩(wěn)定。三、(16分)已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1 所示，其中，輸入信號為單位斜坡函數(shù)，求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差(8分)。分析能否通過調(diào)節(jié)增益 ，使穩(wěn)態(tài)誤差小于 (8分)。一G(s)R(s)C(s)圖 1 四、(16分)設(shè)負(fù)反饋系統(tǒng)如圖2 ，前向通道傳遞函數(shù)為，若采用測速負(fù)反饋，試畫出以為參變量的根軌跡(10分)，并討論大小對系統(tǒng)性能的影響(6分)。圖2 H (s)一G(s)R(s)C(s)五、已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為均大于0 ，試用奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性。 (16分) ［第五題、第六題可任選其一］六、已知最小相位系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性如圖3所示。試求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。(16分)L(ω)1ω11020ω2204040ω圖 3 10dBC(s)R(s)一圖4 七、設(shè)控制系統(tǒng)如圖4，相角裕度不小于40o ，幅值裕度不小于 10 dB，試設(shè)計串聯(lián)校正網(wǎng)絡(luò)。( 16分) 試題三答案一、填空題(每題1分，共20分)穩(wěn)定性(或：穩(wěn)，平穩(wěn)性)；準(zhǔn)確性(或：穩(wěn)態(tài)精度，精度)輸出拉氏變換與輸入拉氏變換在零初始條件下的比值； ； (或：) 勞斯判據(jù)(或：時域分析法)； 奈奎斯特判據(jù)(或：頻域分析法)結(jié)構(gòu)； 參數(shù)(或：)；(或：按對數(shù)分度)開環(huán)傳函中具有正實部的極點的個數(shù)，(或：右半S平面的開環(huán)極點個數(shù))； 閉環(huán)傳函中具有正實部的極點的個數(shù)(或：右半S平面的閉環(huán)極點個數(shù)，不穩(wěn)定的根的個數(shù))；奈氏曲線逆時針方向包圍 (1, j0 )整圈數(shù)。系統(tǒng)響應(yīng)到達(dá)并保持在終值誤差內(nèi)所需的最短時間(或：調(diào)整時間，調(diào)節(jié)時間)；響應(yīng)的最大偏移量與終值的差與的比的百分?jǐn)?shù)。（或：，超調(diào)） (或：)　； (或：)9；　二、判斷選擇題(每題2分，共 16分)C　　A　　B　　D　　A　　D　　D　　A三、(8分)試建立如圖3所示電路的動態(tài)微分方程，并求傳遞函數(shù)。圖3四、（共20分）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖4所示：圖4寫出閉環(huán)傳遞函數(shù)表達(dá)式；（4分）要使系統(tǒng)滿足條件：,試