2015惠州学院自控原理试卷.doc

答案 试题一 一、填空题(每题1分，共15分) 1、给定值 2、输入；扰动； 3、G1(s)+G2(s)； 4、； ；；衰减振荡 5、； 6、开环极点；开环零点 7、 8、；； 稳态性能 二、判断选择题(每题2分，共 20分) 1、D　　2、A　　3、C　　4、A　　5、D　　6、A　　7、B　　8、C 9、B　10、B 三、(8分)建立电路的动态微分方程，并求传递函数。 解：1、建立电路的动态微分方程 根据KCL有 (2分) 即 (2分) 2、求传递函数 对微分方程进行拉氏变换得 (2分) 得传递函数 (2分) 四、(共20分) 解：1、（4分） 2、（4分） 3、（4分） 4、（4分） 5、（4分）令： 得： 五、(共15分) 1、绘制根轨迹 （8分） (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）；（1分） (2)实轴上的轨迹：（-∞，-3）及（-3，0）； （1分） (3) 3条渐近线： （2分） (4) 分离点： 得： （2分） (5)与虚轴交点： （2分） 绘制根轨迹如右图所示。 2、（7分）开环增益K与根轨迹增益Kr的关系： 得 （1分） 系统稳定时根轨迹增益Kr的取值范围：， （2分） 系统稳定且为欠阻尼状态时根轨迹增益Kr的取值范围：， （3分）　 系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围： （1分） 六、（共22分） 　解：1、从开环波特图可知，原系统具有比例环节、一个积分环节、两个惯性环节。 故其开环传函应有以下形式 　　 (2分) 由图可知：处的纵坐标为40dB, 则, 得 (2分) （2分） 故系统的开环传函为 （2分） 2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性： 开环频率特性 （1分） 开环幅频特性 （1分） 开环相频特性： （1分） 3、求系统的相角裕度： 求幅值穿越频率，令 得（3分） （2分） （2分） 对最小相位系统 临界稳定 4、（4分）可以采用以下措施提高系统的稳定裕度：增加串联超前校正装置；增加串联滞后校正装置；增加串联滞后-超前校正装置；增加开环零点；增加PI或PD或PID控制器；在积分环节外加单位负反馈。 试题二答案 一、填空题(每题1分，共20分) 1、水箱；水温 2、开环控制系统；闭环控制系统；闭环控制系统 3、稳定；劳斯判据；奈奎斯特判据 4、零； 输出拉氏变换；输入拉氏变换 5、；(或：) 6、调整时间；快速性 二、判断选择题(每题2分，共 20分) 1、B　　2、C　　3、D　　4、C　　5、B　　6、A　　7、B　　8、B 9、A　10、D 三、(8分)写出下图所示系统的传递函数（结构图化简，梅逊公式均可）。 解：传递函数G(s):根据梅逊公式 （1分） 4条回路:, ， 无互不接触回路。（2分） 特征式： （2分） 2条前向通道: ； （2分） （1分） 四、(共20分) 解：系统的闭环传函的标准形式为：，其中 1、当 时， （4分） 当 时， （3分） 2、当 时， （4分） 当 时， （3分） 3、根据计算结果，讨论参数、对阶跃响应的影响。（6分） (1)系统超调只与阻尼系数有关，而与时间常数T无关，增大，超调减小； （2分） (2)当时间常数T一定，阻尼系数增大，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； （2分） (3)当阻尼系数一定，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。 （2分） 五、(共15分) (1)系统有有2个开环极点（起点）：0、3，1个开环零点（终点）为：-1； （2分） (2)实轴上的轨迹：（-∞，-1）及（0，3）； （2分） (3)求分离点坐标 ，得　 ；