自动控制原理中和复习材料答案

《自动控制原理》综合复习资料

一、简答题

1、常见的建设数学模型的方法有哪几种各有什么特点解分析法机理建模法、实验法系统辨识和综合法机理分析法机理明确，应用面广，但需要对象特性清晰实验测试法不需要对象特性清晰，只要有输入输出数据即可，但适用面受限综合法以上两种方法的结合通常是机理分析确定构造，实验测试法确定参数，发挥了各自的优点抑制了相应的缺点

2、常用改善二阶系统得措施有哪些，并对其简介比例一微分控制；测速反响控制；解比例一微分控制系统同时受误差信号和误差微分信号的双重控制，可改善系统性能而不影响稳态误差；测速反响控制将速度信号反响到系统输入端，并与误差信号对比，可增大系统阻尼，改善系统动态性能

3、自动控制原理中，对线性控制系统进展分析的方法有哪些解时域分析法、根轨迹法、频率特性法

4、减小稳态误差的措施主要有解增大系统开环增益或扰动作用点前系统的前向通道增益；在系统的前向通道或主反响通道设置串联校正环节；采用串级控制抑制内回路扰动

5、系统的性能指标有哪些解控制系统在典型输入信号作用下性能指标由动态性能指标和稳态性能指标组成；系统动态性能指标有延迟时间；上升时间；峰值时间；调节时间；超调量；系统的稳态性能指标稳态误差

6、判断线性定常系统稳定的方法有哪几种解劳斯判据；赫尔维茨判据；根轨迹法；频率稳定判据；泰氏判据

二、计算题

1、RC无源网络电路图如以以下列图所示，试列写该系统的微分方程，并求传递函数Ucs/Uis%=uci+uc・•■■解列写电路方程］1=lC\+lRl=lC2其中化简得由拉氏变换得

2、试简化以以下列图所示系统方框图求其传递函数解由Mason公式得闭环传函

①5二~^A由方框图得，系统只有一条前向通道，即=1△=+»2-Z，3+…EJl-gg+g/i，»2=»3=...=所以得6=G[△、=G2HlPA所以系统传递函数

①s=—1=△

3、二阶系统方框图如以以下列图如要求1由单位斜坡函数输入所引起的稳态误差为

0.25；2系统的暂态调节时间=3秒±5%误差带；试求二阶系统闭环传函解由单位斜坡函数输入所引起的稳态误差为.25得由系统的暂态调节时间4=3秒±5%得由⑴和⑵式得4所以二阶系统闭环传函为

2724、单位负反响控制系统的开环传递函数为G⑸=—

①则一STS+l2s+1试确定系统稳定的KT的范围解由题得所以特征方程为Ds=sts+125+1+Ks+1=2交3+2+rs2+K+ls+K=0列劳斯表得系统稳定的充要条件为

5、某单位负反响系统的开环传递函数为试绘制系统的根轨迹解:

①实轴上的根轨迹[-5-3][-2可°一2-3--5=022k+1万、冗=+—2-21111—T+=d/+2d+3d+5用试探法可得=-.886根轨迹如下

6、RC无源网络电路图如以以下列图所示，试列写该系统的微分方程，并求传递函数Ucs/Ucs解系统传递函数为

7、系统方框图如图示，试用方框图变换求取传递函数ys/xs；解Lx=G1G2H^L2=-G2G3H2;L3=-G2Ht;P[=GlG2G3;=1;

8、单位反响系统的开环传递函数且初始条件为cO=・lcb=0o试求系统在rt=2t+2t作用下的稳态误差ess解1系统闭环传递函数对应系统微分方程ct+3ct+2ct=2rt微分进展拉氏变换得故分解局局部式得故2由于系统稳定，零输入响应最终要趋于零，所以初始条件不影响系统稳态误差可以利用终值定理解题系统误差传递函数

9、单位负反响系统的开环传递函数为试确定使系统稳定的开环增益K、阻尼比J的范围解Gs=°

10、设系统的开环Nyquist曲线如以以下列图，P为系统在s右半平面的开环极点个数，》为开环传递函数中的积分环节个数，试判断闭环系统的稳定性，假设闭环不稳定，确定不稳定根的个数ab解a半次正穿越，一次负穿越Z=2不稳定b:/=2有一次正穿越Z=-2不稳定

11、某二阶系统的单位阶跃响应为cr=1+O.260—

1.2皿，试求1系统传递函数器2确定系统阻尼比J、无阻尼振荡频率

12、系统的构造图如所示1当K/.=

0、K〃=1O时，试确定系统的阻尼比自、固有频率“和单位斜坡输入时系统的稳态误差；2假设使自=.6单位斜坡输入下系统的稳态误差=

0.2试确定系统中K的值，此时放大系数K”应为何值解:⑴恪=0时Cs_10Rs/+2s+io2初“=2=10con=

3.16e代=—^―=

0.2⑵KK『52班”=2+K/0=区=

2.

2413、单位反响系统的开环传递函数且初始条件为c0=-lc0=0o试求⑴系统在rt=l⑴作用下的输出响应ct；2系统在rt=2⑴+2t作用下的稳态误差ess

14、控制系统方块图如以以下列图:1当=0时，求系统的阻尼比无阻尼自振频率必和单位斜坡函数输入时的稳态误差;2当^=

0.7时，试确定系统中的“值和单位斜坡函数输入时系统的稳态误差;解1系统闭环传递函数:对应系统微分方程进展拉氏变换得故分解局局部式得故2由于系统稳定，零输入响应最终要趋于零，所以初始条件不影响系统稳态误差可以利用终值定理解题系统误差传递函数。