昆明理工大学自动控制原理试题.doc

昆 明 理 工 大 学 试卷 （ ） 信息工程与自动化 学院 专业 级 考试时间: 考试科目: 自动控制原理 学生姓名: 学号: 题 号 一 二 三 总分 评 分 填空题（每空1分 共30分） 自动控制系统的功能和组成多种多样，因而自动控制系统有多种分类方法。 按其 数学模型 可以分为线性系统和非线性系统，非时变系统和时变系统；按系统参考输入变化规律可分为 恒值控制系统 、 随动控制系统 和 程序控制系统 等。 在控制系统中，反馈是指系统的 输出量信息 返回到输入端，与参考输入量信息进行综合，系统利用综合量进行自身调节。反馈有正反馈 和负反馈 之分。 自动控制系统的数学模型指的是描述系统运动特性 的数学描述。我们学习的动态物理系统的数学模型有微分方程 、传递函数和 传递函数 等表达式描述形式，还有方框图和 频率特性 等图形化描述形式。 描述函数法是分析非线性系统的 近似频率特性法 的图解方法。应用描述函数法可以分析某些非线性系统的工作状态，确定自振的频率和振幅。但不能用于分析非线性系统的 运动过程 。 校正装置串联在系统 前向通道 中的连接方式称为串联校正。校正装置接在系统的局部反馈通道中的连接方式称为 反馈 校正。 系统结构图的等效变换原则是：（2分） 变换前后系统输入输出总的数学关系保持不变 。  专业 级，学生姓名: 学号: 已知无源校正装置的传递函数为，， 可以判断该校正装置为 滞后 校正装置。 传递函数互为倒数的最小相位环节，其对数幅频曲线关于 0dB 线对称，对数相频曲线关于 0°线对称。 ①极坐标图中的 负实轴 对应于对数坐标图上的线。 ②相位穿越频率是在这一频率处的相位为。相位裕量在处测量。，分子多项式最高次幂为，。则可知在绘制闭环系统根轨迹时，根轨迹有 n 条，对称于 实轴 ，根轨迹渐近线有 n-m 条。 所谓 闭环主导极点 就是这样的极点，该极点最靠近虚轴，其附近没有 闭环零点 ，且其它极点到虚轴的距离是该极点到虚轴距离的5倍以上。 已知阶跃函数， 阶跃幅度， 其拉氏变换为： ； 其变换为： 。 （A卷）考试科目: 自动控制原理 简答题（每题6分，共48分） 求如下图所示系统的传递函数。 解：图中有1条前向通路，3个回路...........................................1分 ……..4分 ………………...1分 2. 减小或消除系统稳态误差的措施与方法有哪些？ 解： 减小或消除系统稳态误差的措施与方法有： ①增大开环放大系数；……………………………………………2分 增加系统开环传递函数中的积分环节；…………………………2分 引入按给定或按扰动补偿的复合控制结构。……………….2分 专业 级，学生姓名: 学号: 3. 设典型二阶系统的单位阶跃响应曲线如下图所示，试确定系统的传递函数。 解：由单位阶跃响应曲线可知，最大超调量，峰值时间… ……………1分 ① ，可求出………………………1分 ② ，可求出，则由，得到……………………………………………………………………2分 ③ 系统传递函数为：……..2分 设线性系统系统特征方程为: 试判断系统稳定性。 解:劳斯表: …………………………4分 劳斯表第一列系数有负值,所以系统不稳定。………………………..2分 已知系统开环传递函数的一般表达式为：。 其中，为开环传递函数的零点，为开环传递函数的极点，为根轨迹增益。试写出根轨迹方程的幅值方程与相角方程。 解： ①幅值方程： ……………………………………….……..3分 ②相角方程： ， …………………………………3分 某二型最小相位系统的开环幅相频率特性如图所示试判断闭环否稳定。 解：由图知，当由，开环幅相频率特性区间正负穿越次数之差为，（或顺时针包围点一圈）…………………3分 故闭环系统稳定。…………………………