河南理工大学自动控制原理2010试卷B(电气08)答案.docx

河南理工大学 2010-2011学年第一学期《自动控制原理》试卷（B卷）答案求下图所示系统的传递函数。（10分）答案：评分标准：写对得分，写错不得分，共10分。二、假设某系统对于单位阶跃输入信号的响应为。(a) 求该系统的闭环传递函数。(b) 确定该系统的阻尼系数。（10分）答案： (a)在零初始条件下，输出的拉普拉斯变换是。输入，所以闭环传递函数为。(b) 对照，可得，。于是。评分标准：每小问答对得5分，共10分。三、系统的信号流图如图所示，求输出C（S）的表达式。（10分）答案：L1=G1H3，L2=G2H4，L3=G4H1，L4=G3H2，L5=G4H3G3H4，L6=G2H2G1H1，L1L2=G1G2H3H4，L3L4=G4G3H1H2。(5分)（5分）四、反馈控制系统如图所示，如果要求闭环系统的特征根全部位于S平面上虚轴的左面，试确定参数K的取值范围。（10分）答案：闭环传函为：（2分）闭环特征方程为：（1分）由劳斯判据，作劳斯表：（5分）令第一列系数全部大于零，解出：（2分）五、已知系统结构图如下图所示，试写出闭环传函，并计算输入信号为r(t)=0.5t时的稳态误差。（10分）答案：（1）系统闭环传函：（3分）（2）（7分）另解：G开=G闭/(1-G闭)=5（0.2S+1）/0.05S2系统为2型系统，斜坡输入时的稳态误差为零。所以，ess=0。六、已知单位反馈系统的开环传递函数，绘出当K1变化时系统的根轨迹图，并加以简要说明。(15分)答案：(1) 开环极点：　p1=0，p2=－1，p3=－3 （1分）实轴上的根轨迹区间：　(－∞，－3]，［－1，0］（1分）渐进线：（2分）分离点：解得d1=－0.45，d2=-2.2。 d2=－2.2不在根轨迹上，舍去。（3分）与虚轴交点：特征方程将s=jω代入后得解之得（3分）当时，按相角条件绘制根轨迹如图所示。（5分）七、最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如图所示，确定系统的开环传递函数。（10分）答案：评分标准：酌情打分。共10分。八、已知最小相位系统校正前后系统的折线对数幅频特性如图所示，其中Lo()为校正前特性，L开()为校正后特性。（1）试作出校正装置的对数幅频特性Lc()(折线)；（2）试写出校正装置的传递函数Gc(s);（3）计算校正后系统的相位裕度。（15分）答案：评分标准：每问5分。共15分。九、设开环系统的奈氏曲线如下图所示，其中，为右半平面上的开环根的个数，为开环积分环节的个数，试判别闭环系统的稳定性。(10分)(b)答案：（a）R=0,Z=P-2R=0, 闭环稳定。（b）R=1-1=0,Z=P-2R=1, 闭环不稳定，有1个正根。评分标准：每图5分。共10分。教材：《自动控制原理》，杜庆楠，中国电力出版社。