控制工程与控制理论考试试卷及答案..doc

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控制工程与控制理论考试试卷及答案.

课程名称: 控制理论与控制工程 考试方式: 开卷考试 考试时间: 90 分钟 试卷一A卷 一.(15分)根据图一所示系统回答或填空: (1)图一所示系统的输入量是 ,被控量是 ,系统中所使用的直流伺服电动机的作用是 ,测速发电机的作用是 , 一对电位计的作用是 。 (2)假设电位计的转换系数为k1,放大倍数为k2,减速器的传动比i1,电动机的传递函数为,测速发电机的传递函数为,试画出系统方框图,并求出闭环传递函数。 (3)对控制系统的基本要求是什么? 二.(10分)某系统结构如图二所示,求系统的开环传递函数和闭环传递函数。当C值为200时,求R的值。 三.(15分)已知单位反馈系统的开环传递函数为系统输入量为r(t),输出量为C(t),试求: 当r(t)=1(t)时,输出C(t)的稳态值和最大值; 为了减少超调量,使阻尼比等于0.6,对系统实施速度反馈控制,试画出速度反馈系统方框图,并确定速度反馈系数。 四.(10分)已知系统的开环传递函数为保证系统稳定,并且在作用下的稳态误差,试确定K的取值范围。 五.(15分)已知某系统的开环传递函数为, 画出以K为参数的闭环系统根轨迹图; 求出使系统不出现衰减振荡的K值范围。 六.(20分)填空: 1.右图所示RC电路的传递函数为 ,频率特性为 ,当时,稳态输出为 。 2.右图所示为某最小相角系统的开环对数幅频特性,该系统的开环传递函数为 ,静态误差系数Kp= , Kv= , Ka= 。稳定性为 。 3.一个设计良好的系统,中频区斜率为 ,相角裕度应大于 。 4.开环频率特性的幅相曲线如图五所示,其中V为积分环节数,P为开环右极点数,判别闭环系统稳定性。 5.当增加系统的开环放大倍数时,对系统性能的影响是: 变好, 变差。系统的校正就是为了克服这两者的矛盾。串联超前校正的原理是 ,串联迟后校正的原理是: 。 七.(15分)已知某最小相角系统的对数幅频特性如图六中所示: 求系统的开环传递函数并计算相角裕量,判别闭环系统稳定性; 为了改善系统性能,采用的校正装置进行串联校正,试画出校正后系统的Bode图,求出相角裕量; 在Bode图上标出相角裕量及幅值裕量。 试卷一答案 一.(15分) 5分 (1)输入量 被控量为c,电动机执行元件,测速发电机速度反馈, 一对电位计测量比较元件 7分 (2)(图3分,化简4分) 3分 (3)稳定性、快速性、准确性 二.(10分) 解:5分 5分 当时, 三.(15分) 解: 8分 (1) 7分 (2) 四.(10分) 要使系统稳定: 5分 即: 要使时的 4分 一型系统 1分 综合得: 五.(15分 ) 10分 (1) 渐近线 (2) 实轴上 (3) 分离点: (4) 与虚轴交点: 5分 (5)分离点处K值为: 不出现衰减振荡的K值范围为 六.(20分) 1. 传函为 (1分) 频率特性(1分) (2分) 开环传函为:,(1分) (一个1分) 稳定性为稳定。 (2分) 中频区,相角裕量应大于。(一空1分) a)(图略)稳定。(1分) b)(图略)不稳定。(1分) 稳态精度(准确性)变好,稳定性变差。2分 利用超前网络的相角超前原理。2分 利用迟后网络的变频衰减特性。2分 七.(15分) 5分 (1)

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