安徽大學(xué)20 07 —20 08學(xué)年第 一 學(xué)期《自動(dòng)控制理論》考試試卷(A卷).doc

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1、安徽大學(xué)2007—2008學(xué)年第一學(xué)期《自動(dòng)控制理論》考試試卷（A卷）一、（共15分）已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示。試確定系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)C(s)/R(s)。二、（共10分）已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下所示。若系統(tǒng)在輸入r(t)=t作用下的穩(wěn)態(tài)誤差，試確定的取值范圍。誤差定義為E(s)=R(s)-C(s)。三（共15分）已知單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：要求：（1）繪制系統(tǒng)根軌跡圖。（2）確定系統(tǒng)的臨界穩(wěn)定開環(huán)增益。得分四、（共15分）某最小相位控制系統(tǒng)其單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)的對(duì)數(shù)幅頻曲線如下圖所示：L(w)W110-40db/dec

2、-20db/decW試求：當(dāng)系統(tǒng)的輸入為時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出。五、（共15分）已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)，試?yán)L制奈氏圖，并根據(jù)奈氏判據(jù)，判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性：六、（共15分）已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，試設(shè)計(jì)串聯(lián)校正裝置，使系統(tǒng)的相角裕度，截止頻率不低于55rad/s。七、（每小題5分，共15分）某含有零階保持器的采樣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，試求：（1）當(dāng)采樣周期時(shí)系統(tǒng)的臨界開環(huán)增益；（2）求時(shí)系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)；（3）求系統(tǒng)在階躍輸入信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差。C（s）零階保持器R(s)T安徽大學(xué)2007—2008學(xué)年第一學(xué)期《自動(dòng)控制原理》考試試題參

3、考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(A卷)一：解（4分）（4分）（4分）（3分）二、解閉環(huán)傳遞函數(shù)為：特征方程為：列出勞斯表：由勞斯判據(jù)得到，閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)的范圍：因?yàn)樗怨嗜?、解?）根軌跡繪制如下：①　n=3，有3條根軌跡，且均趨于無窮遠(yuǎn)處；②實(shí)軸上的根軌跡：③漸近線：④分離點(diǎn)：，(舍去)（2）與虛軸交點(diǎn)：閉環(huán)特征方程根軌跡圖D(s)=s3+150s2+5000s+5000K=0把s=j代入上方程，整理，令實(shí)虛部分別為零得：解得：四、由開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻曲線可以設(shè)開環(huán)傳遞函數(shù)為其低頻段對(duì)數(shù)幅頻，可知W=10時(shí)，L(10)=0;則得到K=10；由方程20

4、lgK-20lgW1=40(lg-lgW1)可以得到W1=1；即系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為則系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：其頻率特性為：當(dāng)輸入為時(shí)w=5;則-穩(wěn)態(tài)輸出為五、當(dāng)K>1時(shí)N+=2，N-=1，N=N+-N-=1,P=1,則Z=P-N=0穩(wěn)定當(dāng)K<1時(shí)N+=0，N-=1，N=N+-N-=-1,P=1,則Z=P-N=2不穩(wěn)定K=1，臨界穩(wěn)定六、解：設(shè)校正前系統(tǒng)的剪切頻率為，相位裕量為，則有，得選用串聯(lián)超前校正。超前校正裝置所需提供的最大超前角為：則：設(shè)校正后剪切頻率為且，令，得則：超前校正裝置的傳遞函數(shù)為：校正后系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：驗(yàn)證：滿足

5、要求。七、(1)(2)