2012-2013自动控制试题1.doc

成都信息工程学院考试试卷 2012——2013 学年第 一 学期 课程名称： 自动控制原理A 使用班级：控制工程学院10级 试卷形式：开卷 闭卷 √ ． 考试时间：120分钟 试题 一 二 三 四 五 六 总分 得分 一、（本题共20分）系统结构如题1图所示： 1）写出开环传递函数，闭环传递函数和误差传递函数； 2）要使系统满足条件：,，确定相应的参数和； 3）求此时系统的动态性能指标（超调量,的调节时间）； 4）时，求系统的稳态误差； 题1图 二、（本题共20分）已知某系统的开环传递函数为， 1）画出以为参数的闭环系统根轨迹图（要求计算根轨迹条数，起始点，终止点，渐近线，实轴上的根轨迹，根轨迹的分离点，与虚轴的交点）； 2）求出当系统在单位阶跃作用下，输出为欠阻尼的值范围。 三、（本题共15分）已知一最小相位系统开环的对数幅频特性如图所示试写出系统开环传递函数 2）已知截止频率为，求相角裕度若系统原有的开环传递函数为，而校正后的对数幅频特性如图所示，求串联校正装置的传递函数。 ，要求： 1）绘制概略开环幅相曲线（要求确定起点，终点，与实轴的交点）； 2）利用奈氏判据判定闭环系统稳定性（写出步骤）； 3) 确定系统的幅值裕度。 五、（本题共12分）一采样控制系统如图所示。采样周期为T =1秒，求使该系统稳定的 K 的取值范围。） 题5图 六、（本题共18分）设被控对象的传递函数为，控制系统结构图如题6图所示，若采用PI控制器。 题6图 请写出PI控制器的传递函数一般形式和零极点形式； 为PI控制器的作用等同于在原系统中增加一个比例环节，并附加一个开环零点和一个开环极点，试根据PI控制器附加的零点与原系统的开环极点的位置关系的不同情况，设计实验方案，以利用根轨迹方法研究PI控制器参数变化对系统性能的影响，并通过单位阶跃响应验证研究结果； 写出实现第2）步方案用到的MATLAB程序代码；（每种附加零点位置情况下取一个点） 验证系统性能时，在阶跃响应曲线中应该求取哪些性能指标，分别反映什么性能（动态性能或稳态性能）。 ——第6页—— ——第5页—— ——第1页—— -40dB/dec 100 4 (dB) L(ω) -20dB/dec 1 40 -40dB/dec ω(rad/s) 密封线内不答题 系名____________班级____________姓名____________学号____________ 系名____________班级____________姓名____________学号____________ 密封线内不答题