试卷三及其答案.doc

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试卷三

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考试时间：110分钟考试形式：闭卷学生自带普通计算器:允许

一、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，总计10分）

1.下列性能中哪个不是自动控制系统的基本性能要求（）。

A.准确性 B.稳定性 C.平稳性 D.快速性

2.系统稳定的充分必要条件是其所有的（）在s平面左半平面。

A.闭环极点 B.开环极点 C.闭环零点 D.开环零点

3.用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是（）。

A.脉冲信号 B.斜坡信号 C.阶跃信号 D.正弦信号

4.下列系统中（）系统稳定。

A. B. C. D.

5.当采样频率ωs和最高次谐波角频率ωmax满足（）时，采样信号可无失真地恢复原信

A.ωs≤ωmax B.ω

二、判断题（本大题共5小题，每小题2分，总计10分）

1.当ξ=0时，二阶系统处于临界阻尼状态。 （）

2.根轨迹画得是系统闭环极点的轨迹。 （）

3.奈奎斯特图又称对数频率特性曲线。 （）

4.最小相位系统在s右半平面既没有闭环零点也没有闭环极点。 （）

5.离散系统稳定的充要条件是其所有的开环极点都在单位圆内。 （）

三、（25分）已知系统的结构图如下图所示

（1）求系统的闭环传递函数；

（2）当G1=1s+1，G2=1s，G3

四、（15分）已知单位负反馈系统的开环传递函数G(s)=Ks(s+5)(s+8)，绘制系统的

五、（25分）某控制系统G0(s)及其串联校正装置Gc(s)的对数幅频特性如图中

（1）求控制系统、校正装置、校正后系统的开环传递函数；

（2）绘制校正后系统的伯德图；

六、（15分）某离散系统结构如图所示，采样周期T=0.1s，

（1）求系统的开环脉冲传递函数和闭环脉冲传递函数；

（2）判断K=10时系统的稳定性。

附：常见z变换

Z(1s

一、（10分）答案（本大题共5小题，每小题2分，答错、不答、多答均不得分）

1.C2.A3.D4.D5.D

二、（10分）答案（本大题共5小题，每小题2分，答错、不答均不得分）

1.X2.√3.X4.X5.X

三、（25分）答案（根据答题要点给分，答对给相应分数，不答或答错不给分）

（1）采用梅逊公式求解：

图中有2条前向通路，2个回路。

P1=G1G

P2=G

Δ=1+G1G

Φ(s)=G

或采用等效变换法求解：

(2分)

(4分)

(4分)

得到传递函数为

Φ(s)=G

（2）将G1=1s+1，G2=1

Φ(s)=s3

根据系统的闭环传递函数分母的系数，列劳斯表

s

劳斯表第一列未发生变号，系统稳定。 (5分)

四、（15分）答案（根据答题要点给分，答对给相应分数，不答或答错不给分）

（1）n=3,m=0,有3条根轨迹分支，终止于无穷远处 （2分）

（2）实轴上的根轨迹段为(-∞,-10],[

（3）渐近线σa=-5-8

（4）分离点AB-AB=0?d

（5）系统特征方程D(s)=

s

求得K=520,ω=±210j

（5分）

五、（25分）答案（根据答题要点给分，答对给相应分数，不答或答错不给分）

（1）根据图示，写出控制系统的开环传递函数为

G0(s)=10s(0.1s+1)

校正装置为

Gc(s)=s+110s+1

因此求得校正后系统的开环传递函数为

G(s)=10(s+1)s(0.1s+1)(10s+1)

（2）求出校正后系统的转折频率

一阶微分环节ω1=1rad/s，一阶惯性环节ω2=0.1rad/s

当ω=1rad/s时，L(ω)=20lgK

相角从-90°

绘制出系统的伯德图为

(5分)

(3分)

六（15分）答案（根据答题要点给分，答对给相应分数，不答或答错不给分）

G(z)=ZKsZ1

Φ(z)=G(z)1+G(z)=Kz

（3）Δ(z)=101z2-1.368z+0.368，解得z1