1、2010-2011學(xué)年第一學(xué)期試題草稿分AB卷一、問答題（共2題，每題5分，共10分）（1）問：自動控制系統(tǒng)性能指標(biāo)有哪些？性能指標(biāo)的基本要求是什么？答：略（2）問：影響系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的因素有哪些？如何減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。 答：略 （3）問：什么是校正裝置？其作用是什么？ 答：略（4）簡述香農(nóng)采用定理，并說明香農(nóng)采樣定理的意義和作用。 答：略二、（本題1題，共12分）1、求圖示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。解：2、求圖示RC電路以為輸入、為輸出的傳遞函數(shù)解： 三、（本題1題，共10分）1、一閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖所示。（1）試求當(dāng)，時，系統(tǒng)的參數(shù)及值。（2）試求上述系統(tǒng)的位置穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)、速度穩(wěn)態(tài)誤

2、差系數(shù)、加速度穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)及其相應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差。解：(1) 系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為與標(biāo)準(zhǔn)型相對比，得由,得由，得所以 即（2）由可知該系統(tǒng)為型系統(tǒng),由表3-1并根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差與穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)之間的關(guān)系，得 ， ， ， 2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，其超調(diào)量，峰值時間。（1）試確定參數(shù)和；（2）計算輸入時的穩(wěn)態(tài)誤差。解： 系統(tǒng)開環(huán)傳函為系統(tǒng)閉環(huán)傳函為（1）令解得，又因可得，（2）從前面可得，系統(tǒng)開環(huán)增益為，系統(tǒng)為型系統(tǒng)，因此當(dāng)時，利用穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)可知四、（本題1題，共12分）1、設(shè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖P4-2所示。為使閉環(huán)極點位于試確定增益和反饋系數(shù)的值，并以計算得到的值為基準(zhǔn)，繪出以為變量的根軌跡。2、已知單位負(fù)反

3、饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為（a）試?yán)L制相應(yīng)閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡；（b）確定使該系統(tǒng)穩(wěn)定的的取值范圍。五、1、（本題共1題，16分）已知系統(tǒng)被控對象的開環(huán)傳遞函數(shù)，為改善系統(tǒng)性能加入了串聯(lián)校正環(huán)節(jié)PI調(diào)解器。（1）寫出PI調(diào)解器的傳遞函數(shù)和校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。（2）分析加入串聯(lián)校正環(huán)節(jié)PI調(diào)解器后，對系統(tǒng)性能的改善作用。解（1）（2）PI校正的作用：將使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能得到明顯的改善，但使系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差。 在低頻段，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差將顯著減小，從而改善了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。 在中頻段，相位穩(wěn)定裕量減小，系統(tǒng)的超調(diào)量將增加，降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 在高頻段，校正前后的影響不大。2、（本題共1題，16分）控制

4、系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為（1） 繪制系統(tǒng)伯德圖，并求相位裕度；（2） 如采用傳遞函數(shù)為的串聯(lián)超前校正裝置，試?yán)L制校正后系統(tǒng)的伯德圖，并求此時的相位裕度。解(1) 該系統(tǒng)的伯德圖見圖。圖6-11 題6-22(1)校正前系統(tǒng)的伯德圖由圖可知 則 解得 該系統(tǒng)的相位裕度為 (2) 校正后的系統(tǒng)的伯德圖見圖。圖6-12 題6-22(2)校正后系統(tǒng)的伯德圖由 解得 則校正后系統(tǒng)的相位裕度為 3、某系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示，K = 6 1/s，求：1） 繪制系統(tǒng)的Bode圖；2） 計算相位裕量和幅值裕量；3） 前向通路中串聯(lián)超前校正網(wǎng)絡(luò)，試計算相位裕量。解：1） （5分）可以求得頻率特性圖2）令,得 3）加入串聯(lián)校

5、正后，開環(huán)傳遞函數(shù)為求得，可得 六、（本題1題，共8分）（1）判斷圖所示各系統(tǒng)是否穩(wěn)定？如果與有交點，判斷該交點是穩(wěn)定工作點還是不穩(wěn)定工作點？（2）圖示控制系統(tǒng)，其非線性元件為理想繼電器特性，確定系統(tǒng)自激振蕩的振幅和頻率。解：理想繼電特性的描述函數(shù)為則 由于 且A=0時，；時，故的軌跡為沿整個負(fù)實軸的直線。 由線性部分的傳遞函數(shù)，可得其頻率特性將與曲線的交點，由，得，解得，將其代入，得。所以，與曲線的交點坐標(biāo)為。由 解出自激振蕩振幅。七、（本題1題，共8分）1、已知圖示系統(tǒng)。試證明該系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為。2、已知一采樣系統(tǒng)如圖所示，其中采樣周期T=1s，試判斷k=8時系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并求使系統(tǒng)穩(wěn)定的k值范圍。解 系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為可得其特征方程為，即（