【正文】 a.Xc(s)W(s)H(s)TXr(s)Td.Xc(s)W(s)H(s)Xr(s)T二、[16分]設(shè)單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：試應(yīng)用勞斯穩(wěn)定判據(jù)確定K為多大時將使系統(tǒng)階躍響應(yīng)出現(xiàn)振蕩，并求出振蕩角頻率。三、已知一單位負反饋典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如下圖所示，求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。 （18分）2Xc(t)t (s)tm四、[18分]已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖四(a)所示，（系統(tǒng)為最小相位系統(tǒng)）圖四(a)Xc(s)Xr(s)Wc(S)W(S)1uF50K圖四(b)ur10Kuc串聯(lián)校正環(huán)節(jié)Wc(s)如圖四(b)所示，系統(tǒng)校正后的開環(huán)對數(shù)幅頻特性如圖四(c)所示。試求原系統(tǒng)的傳遞函數(shù)W(s)，并計算校正后的相位裕量。圖四(c)150010020100ωL(ω)100022五、[14分] 采樣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖五所示，T為采樣周期且T=1秒。試：（1） 求閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)。TXr(S)圖五Xc(S) （2）判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 （注：） 六、[14分]非線性系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖六(a)所示，其中非線性特性的負倒描述函數(shù)1/R(A)曲線如圖六(b)所示。試畫出線性部分的奈氏曲線，并用描圖六(a)XcXr=0非線性 特性Im3Re圖六(b)述函數(shù)法判斷系統(tǒng)是否會發(fā)生自振。《自動控制原理》試卷A一、單選題（每題2分，共20分）1．控制系統(tǒng)中基本環(huán)節(jié)的劃分，是根據(jù)（　　?。〢．元件或設(shè)備的形式 B．系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)C．環(huán)節(jié)的連接方式 D．環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型2．繪制根軌跡時需計算入射角的情況為：開環(huán)傳遞函數(shù)有（　　?。〢．實極點 B．實零點C．共軛復(fù)極點 D．共軛復(fù)零點3．設(shè)一單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G0(s)=，要求KV=20，則K=( )A．10 B．20 C．30 D．40，如果( )，則積分環(huán)節(jié)的輸出信號的上升速度越快。，積分時間常數(shù)越小，積分時間常數(shù)越大，積分時間常數(shù)越小，積分時間常數(shù)越大，則阻尼比ξ的值為( ) ≤ξ≤ ξ1 16．決定系統(tǒng)靜態(tài)性能和動態(tài)性能的是系統(tǒng)傳遞函數(shù)的( )A．零點和極點 B．零點和傳遞系數(shù)C．極點和傳遞系數(shù) D．零點、極點和傳遞系數(shù)7．設(shè)二階振蕩環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)G（s）=，則其對數(shù)幅頻特性漸近線的交接頻率為（　　?。〢．2rad/s B．4rad/s C．8rad/s D．16rad/s8．已知系統(tǒng)前向通道和反饋通道的傳遞函數(shù)分別為G（s）=，當(dāng)閉環(huán)臨界穩(wěn)定時，Kh值應(yīng)為（ ）A．1 B． C． D．19．設(shè)單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳函為G(s)=，那么它的相位裕量的值為（ ） (S)=K(0β1)，則該裝置是（　　?。? ——超前校正裝置 ——滯后校正裝置二、填空（每題2分，共20分）1. 根據(jù)控制系統(tǒng)信號的形式，控制系統(tǒng)可分為______ __控制系統(tǒng)、________控制系統(tǒng)。2. 對于一個自動控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個方面：____ ____、____ ____和 。3. 用時域法分析控制系統(tǒng)時，最常用的典型輸入信號是________。，則閉環(huán)極點應(yīng)距虛軸越__________越好。5. 如果根軌跡位于實軸上兩個相鄰的開環(huán)零點之間(其中一個零點可以位于無窮遠處)，則在這兩個零點之間必定存在________。6．伯德圖分中頻段、高頻段和低頻段，低頻段能夠反應(yīng)系統(tǒng)的 ，中頻段能夠反映系統(tǒng)的暫態(tài)性能，高頻段主要反映系統(tǒng) 。8．分析穩(wěn)態(tài)誤差時，將系統(tǒng)分為0型系統(tǒng)、1型系統(tǒng)、2型系統(tǒng)…，這是按開環(huán)傳遞函數(shù)的__________環(huán)節(jié)數(shù)來分類的。9．采樣控制系統(tǒng)中，如果希望從采樣信號中不失真的恢復(fù)原來的信號，則采樣頻率滿足 。10. 線性定常系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)的定義 。三、簡答題（每題5分，共20分）1. 繪制由基本環(huán)節(jié)組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)圖。ξ1,ξ=0,ξ≥1三種情況下，標準二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)特性分別是什么?3.. 如圖是最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻漸近特性，試寫出其傳遞函數(shù)G(s)。 求下列方程的奇點，并判斷奇點類型。 四、系統(tǒng)方框圖如圖2所示，并求出傳遞函數(shù)。（8分）圖2五. 已知一單位閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 ，現(xiàn)加入串聯(lián)校正裝置： ，試： （12分）（7） 判斷此校正裝置屬于引前校正還是滯后校正？（說明原因）（8） 繪制校正前、后系統(tǒng)及校正裝置的對數(shù)幅頻特性。（3） 計算校正后系統(tǒng)的相位裕量。六、采樣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，采樣周期T=1秒，試判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 [10分]Xr(s)Xc(s)TW1(s) 七、用奈氏穩(wěn)定判據(jù)判斷如下圖所示系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其中，（1）─（3）為線性系統(tǒng)，（4）─（5）為非線性系統(tǒng)。 （10分）《自動控制原理》試卷B一、單選題（每題2分，共20分）1．根據(jù)給定值信號的特點分類，控制系統(tǒng)可分為( )。、隨動控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)前饋—反饋復(fù)合控制系統(tǒng)2．繪制根軌跡時需計算出射角的情況為：開環(huán)傳遞函數(shù)有（　　?。〢．實極點 B．實零點 C．共軛復(fù)極點 D．共軛復(fù)零點3．．已知單位反饋控制系統(tǒng)在階躍函數(shù)作用下，穩(wěn)態(tài)誤差ess為常數(shù)，則此系統(tǒng)為（　　?。〢．0型系統(tǒng) B．I型系統(tǒng) C．Ⅱ型系統(tǒng) D．Ⅲ型系統(tǒng)4開環(huán)系統(tǒng)頻率特性G(jω)=，當(dāng)ω=1rad/s時，其頻率特性相角θ(1)=( )。A.－45176。 B.－90176。 C.－135176。 D.－270176。5． 過阻尼系統(tǒng)的動態(tài)性能指標是調(diào)整時間ts和( )A．峰值時間tp B．最大超調(diào)量pC．上升時間tr D．衰減比p／p′6．二階振蕩環(huán)節(jié)的相頻特性，當(dāng)時，其相位移為( )A．270176。 B．180176。 C．90176。 D．0176。7．設(shè)某系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=，則其頻率特性奈氏圖起點坐標為 ( )A．(10，j0) B．(1，j0) C．(1，j0) D．(10，j0)8. 超前校正裝置的頻率特性為，其最大超前相位角Φm為( )。 9．確定根軌跡與虛軸的交點，可用( )A．勞斯判據(jù) B．幅角條件 C．幅值條件 D．10．設(shè)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)＝，其根軌跡漸近線與實軸的交點為（　　?。〢．0 B．－1 C．－2 D．－3二、填空（每題2分，共20分）1. 根據(jù)控制系統(tǒng)元件的性質(zhì)，控制系統(tǒng)可分為________控制系統(tǒng)、________控制系統(tǒng)。2. 對于一個自動控制系統(tǒng)的性能要求的快速性可由暫態(tài)性能指標中 、 等決定。3. 用頻域法分析控制系統(tǒng)時，最常用的典型輸入信號是___ _____。4. 線性定常系統(tǒng)在正弦信號輸入時，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的相位移隨頻率而變化的函數(shù)關(guān)系稱為__________。5. 如果根軌跡位于實軸上兩個相鄰的開環(huán)極點之間，則在這兩個極點之間必定存在________。6．單位脈沖函數(shù)又稱為δ函數(shù)，它的數(shù)學(xué)表達式是_______________。 _____。8．線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)的定義為 條件下， .9．根軌跡與虛軸相交，表明系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程根中有_ ___。10. 控制系統(tǒng)中，為保證系統(tǒng)有足夠的相位裕量，通常希望中頻段特性斜率（即上的斜率）為 。三、簡答題（每題5分，共20分）1. 設(shè)系統(tǒng)特征方程為 s4+2s3+3s2+4s+5=0 試用勞斯穩(wěn)定判據(jù)判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2.. 線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性和閉環(huán)極點的分布有什么關(guān)系？，試寫出其傳遞函數(shù)W(s)。 1 10 1004..簡述香農(nóng)采樣定理的內(nèi)容。四、系統(tǒng)方框圖如圖所示，并求出傳遞函數(shù)。（8分）五. 已知一單位閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 ，現(xiàn)加入串聯(lián)校正裝置： ，試： （12分）（9） 判斷此校正裝置屬于引前校正還是滯后校正？（說明原因）（10） 繪制校正前、后系統(tǒng)及校正裝置的對數(shù)幅頻特性。（3） 計算校正后系統(tǒng)的相位裕量。六、已知一采樣控制系統(tǒng)如圖，其中采樣周期T=1s，試求使系統(tǒng)穩(wěn)定的K的范圍。（10分）Xr(s)Xc(s)T七、用奈氏穩(wěn)定判據(jù)判斷如下圖所示系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其中，（1）─（3）為線性系統(tǒng)，（4）─（5）為非線性系統(tǒng)。 （10分）