南京理工大學自動控制原理題庫No8含答案.doc

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課程教學 大綱編號： 100102 課程名稱： 自動控制原理 學分 4.5 試卷編號：100102008 考試方式： 閉卷考試 考試時間： 120 分鐘 滿分分值： 100 組卷年月： 2000/5 組卷教師： 向崢嶸 審定教師； 陳慶偉 一．選擇題（10分）： 1. 若某系統(tǒng)的Bode圖已知，其低頻處的幅頻特性是一條斜率為的直線，且當時幅值為，相頻，則該系統(tǒng)（ ） （1） 是0型系統(tǒng)；（2）是I型系統(tǒng)；（3）開環(huán)放大倍數(shù)為10； （4）開環(huán)放大倍數(shù)為；（5）有一個積分環(huán)節(jié)。 2. 在下列系統(tǒng)中，屬于線性系統(tǒng)的有（　　?。? （1）； (2)； （3）；（4）； 3. 若系統(tǒng)（或元件）的某輸入　輸出的拉氏變換分別為，對應的傳遞函數(shù)記為G(s)，則（ ） (1) 在零出始條件下，； (2) ，不管出始條件是否為零均成立； (3) 若為單位脈沖響應，則； (4) G(s)反映了系統(tǒng)本身的固有特性； (5) 因為G(s)表示某種比值，所以肯定沒有量綱。 4．二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則系統(tǒng)（ ） （1） 為過阻尼系統(tǒng)； （2）為臨界阻尼系統(tǒng)； （3）增益為6； （4）增益為1.5； （5）其階躍響應為衰減振蕩曲線。 5．在>0的條件下， =( ) (1)； (2) ； (3) ； (4) 二．判斷題（10分）： 1. 單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，如果k充分大系統(tǒng)就不穩(wěn)定；（ ）； 2. 高階系統(tǒng)的動態(tài)性能總可以近似用二階系統(tǒng)的計算公式來計算系統(tǒng)的階躍響應性能指標（　　?。?； 3. 線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性只與閉環(huán)系統(tǒng)特征根有關（ ）； 4. 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差有系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)k及系統(tǒng)類型數(shù)來決定（ ）； 5. 開環(huán)穩(wěn)定的系統(tǒng)將其閉環(huán)后的系統(tǒng)一定穩(wěn)定（ ）。 6. 為了使系統(tǒng)的過度過程比較平穩(wěn)，要求系統(tǒng)具有大于的相角裕量（ ）； 7. 如果開環(huán)傳遞函數(shù)分母多項式 分子多項式的階次分別為，則對數(shù)幅頻特性高頻段的斜率為，( ); 對數(shù)相頻特性時相角一定?。? ）； 8. Bode圖的橫坐標是對數(shù)分度的（ ）； 9. 根據(jù)對數(shù)幅頻特性就能畫出相頻頻特（　　?。?。 三．計算題（5分）： 系統(tǒng)微分方程如下：試畫出結構圖，并求傳遞函數(shù)。 四．計算題（１5分）： 某系統(tǒng)的結構圖如圖所示，圖中放大器參數(shù)，電動機參數(shù)秒, 秒, （１） 求系統(tǒng)的單位階躍響應及其和； （２） 如要求穩(wěn)態(tài)誤差小于或等于，應該變哪一參數(shù)，并計算該參數(shù)的值。試分析該參數(shù)變化對系統(tǒng)性能的影響。 五．計算題（１5分）： 設單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為，試證明系統(tǒng)在單位斜坡函數(shù)作用下，穩(wěn)態(tài)誤差為零。（設閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定的） 六．計算作圖題（１０分）： 　　已知閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程為，畫出時的根軌跡，當k=12時，已知一個閉環(huán)極點為－２，問該系統(tǒng)是否能等效為一個二階系統(tǒng)。 七．計算作圖題（１０分）： 試求圖示電路的頻率特性，并畫出Bode圖和極坐標圖。 八．簡答題（６分）： 已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)的奈奎斯特曲線如圖所示，它們的開環(huán)傳遞函數(shù)分別為：,,試根據(jù)奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)，判定閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 九．計算作圖題（１５分）： 已知單位反饋控制系統(tǒng)，原有的開環(huán)傳遞函數(shù)的對數(shù)幅頻特性曲線如圖（a）所示，兩種串聯(lián)校正裝置的對數(shù)幅頻特性曲線如圖（b）（c）所示。要求： （１） 寫出每種校正方案的開環(huán)傳遞函數(shù)； （２） 試比較這兩種校正方案對系統(tǒng)性能的影響（計算及） （３） 試畫出兩種校正方案的對數(shù)幅頻特性曲線。 課程名稱： 自動控制原理 學分 4.5 教學大綱編號： 100102 試卷編號：100102008 考試方式： 閉卷考試 滿分分值 100 考試時間： 120 分鐘 一．選擇題（10分）： （每題2分，錯選，漏選均不得分） 1. （2），（3），（5）。 2. （2），（3）。 3 （1），（3），（4）。4．（2），（4） 5．（2） 二．判斷題（10分）： （每題1分） 1.F. 2.F. 3.T. 4.F. 5.F 6.T. 7.T. F. 8.T. 9.F. 三．計算題（5分）： 。 四．計算題（１5分）： ，， (1) , (2) 要減小，需改變放大器放大倍數(shù)， 取，則， ， , 五．計算題（１5分）： 證明：方法一： ， 故 由開環(huán)傳函表達式可知，系統(tǒng)為二型系統(tǒng)，因此，單位斜坡輸入時穩(wěn)態(tài)誤差為零。 方法二： 當時 六．計算作圖題（１０分）： 解 漸進線 時 解有 由主導極點的概念，不能等效為一個二階系統(tǒng)。 七．計算作圖題（１０分）： 八．簡答題（６分）： （a） 不穩(wěn)； （b） 穩(wěn)。 九．計算作圖題（１５分）： 解： 第1種校正方案 （a）（b）圖 滯后校正 校正后：開環(huán)增益加大，穩(wěn)態(tài)誤差減小，精度提高。 中頻段由 減小，變大 高頻抗干擾能力增強。 第2種校正方案 （a）（c）圖 超前校正 校正后低頻不變，穩(wěn)態(tài)無影響 中頻 穩(wěn)定性提高 變大 變大減小 高頻抗干擾能力下降。