《自动控制理论》模拟题2

发布时间:2023-12-15 14:12:34浏览次数:14
《自动控制原理 I》模拟试题一、填空题1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过____与反馈量的差值进行的。答案:给定值2、复合控制有两种基本形式:即按____的前馈复合控制和按____的前馈复合控制。答案:输入;扰动;3、两个传递函数分别为 G1(s)与 G2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为 ,则 G(s)为____(用 G1(s)与 G2(s) 表示)。答案: G1(s)+G2(s);4、控制系统的数学模型,取决于系统____和____, 与外作用及初始条件无关。答案: 结构 参数5、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面,即:____、快速性和____。答案: 稳定性、准确性6、根轨迹起始于____,终止于____。答案: 开环极点;开环零点 7、设某最小相位系统的相频特性为 ,则该系统的开环传递函数为____。答案: 8、PI 控制器的输入-输出关系的时域表达式是____,其相应的传递函数为____,由于积分环节的引入,可以改善系统的____性能。答案: ; ; 稳态性能二、选择题1、采用负反馈形式连接后,则 ( )A、一定能使闭环系统稳定;B、系统动态性能一定会提高;C、一定能使干扰引起的误差逐渐减小,最后完全消除;D、需要调整系统的结构参数,才能改善系统性能。答案: D2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。A、增加开环极点;B、在积分环节外加单位负反馈;C、增加开环零点;D、引入串联超前校正装置。答案: A 3、系统特征方程为 D(s)=s3+2 s2+3 s+6=0,则系统 ( )A、稳定;B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升;C、临界稳定;D、右半平面闭环极点数Z =2。答案: C4、系统在r(t )=t2作用下的稳态误差ess=∞,说明 ( )A、 型别v <2;B、系统不稳定;C、 输入幅值过大;D、闭环传递函数中有一个积分环节。答案: A5、若两个系统的根轨迹相同,则有相同的( )。A、闭环零点和极点B、开环零点C、闭环极点D、阶跃响应答案: C6、开环频域性能指标中的相角裕度 对应时域性能指标( ) 。A、超调 B、稳态误差C、调整时间D、峰值时间答案: A7、已知负反馈系统的开环传递函数为 ,则该系统的闭环特征方程为 ( )。A、B、 C、D、与是否为单位反馈系统有关答案: B8、若某最小相位系统的相角裕度 ,则下列说法正确的是 ( )。A、不稳定;B、只有当幅值裕度 时才稳定;C、稳定;D、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。答案: C9、若某串联校正装置的传递函数为 ,则该校正装置属于( )。 A、超前校正B、滞后校正C、滞后-超前校正D、不能判断答案: B10、若某负反馈控制系统的开环传递函数为 ,则该系统的闭环特征方程为 ( )。A、B、 C、D、与是否为单位反馈系统有关答案: B三、求图示传递函数。初始条件均为零,求出图中的 G(s)和 H(s)求 及 。图中 G(s)和 H(s)两个方框对应的微分方程分别是: G(s)+-C(s)R(s)H(s)10E(s)B(s)解:四、设系统闭环传递函数 ,试求: 1、 ;T = 0 . 08 s; ;T = 0 . 08 s时单位阶跃响应的超调量σ %、调节时间ts及峰值时间tp。 2、ξ=0 . 4;T = 0 . 04 s和ξ=0 . 4;T = 0 .16 s时单位阶跃响应的超调量σ %、调节时间ts和峰值时间tp。3、根据计算结果,讨论参数ξ、T对阶跃响应的影响。解:系统的闭环传函的标准形式为: ,其中 1、当 时, 2、当 时, 2、当 时, 当 时, 3、根据计算结果,讨论参数ξ、T对阶跃响应的影响。(1)系统超调σ %只与阻尼系数ξ有关,而与时间常数 T 无关,ξ增大,超调σ %减小; (2)当时间常数 T 一定,阻尼系数ξ增大,调整时间 减小,即暂态过程缩短;峰值时间 增加,即初始响应速度变慢; (3)当阻尼系数ξ一定,时间常数 T 增大,调整时间 增加,即暂态过程变长; 峰值时间 增加,即初始响应速度也变慢。 五、已知某单位反馈系统的开环传递函数为 : 1、绘制该系统以根轨迹增益 Kr为变量的根轨迹(求出:渐近线、分离点、与虚轴的交点等); 2、确定使系统满足稳定条件的开环增益K的取值范围。解:1、绘制根轨迹 (1)系统有有 3 个开环极点(起点):0、-3、-3,无开环零点(有限终点) (2)实轴上的轨迹:(-∞,-3)及(-3,0); (3) 3 条渐近线: {σa=−3−33=−2±60° , 180 ° (4) 分离点: d=−1 Kr=|d|⋅|d +3|2=4(5)与虚轴交点:D(s)=s3+6 s2+9 s+Kr=0{Im[D( jω)]=−ω3+9 ω=0Re[D( jω)]=−6ω2+Kr=0 {ω=3Kr=54 绘制根轨迹如右图所示。2、开环增益 K 与根轨迹增益 Kr的关系:G(s )=Krs( s+3 )2=Kr9s[(s3)2+1]得K=Kr/9 系统稳定时根轨迹增益 Kr的取值范围:Kr<54, 六、设控制系统的开环传递函数为(1)绘制系统的伯德图,并求相角裕度。(2)采用传递函数为 的串联超前校正装置。试求校正后系统的相角裕度,并讨论校正后系统的性能有何改进。解:(1) rad/s, 。(2) rad/s,
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