823自动控制原理试题2013Word下载.doc

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自动控制原理

（如无特殊注明，所有答案必须写在答题纸上，否则以“0”分计算）

一、简单计算题（20分）

1、（5分）已知系统的结构图如图1所示，求出该系统的传递函数。

图1

2、（5分）已知电路如图2所示，设输入为，输出为，以、两端的电压为状态变量（），试写出其状态方程和输出方程。

图2

3、（5分）已知系统状态空间表达式为，，欲使系统中的既能控又能观，既不能控又不能观，试确定、和、应满足的条件。

4、（5分）已知系统状态方程，其状态转移矩阵为，试计算系统矩阵。

二、（20分）设系统如图3所示。

图3

1、当，时，确定系统的阻尼比、无阻尼自然振荡频率和作用下系统的稳态误差；

2、当，时，确定参数的值及作用下系统的稳态误差；

3、在保证，的条件下，确定参数和的值；

4、环节是一个什么性质的反馈？

并说明加入反馈环节后对系统性能有哪些影响？

三、（20分）已知单位负反馈控制系统开环传递函数为。

1、写出系统的根轨迹方程；

2、画出从变化时，闭环系统的根轨迹图；

3、确定使系统稳定的的取值范围；

4、确定引起等幅振荡时的值及振荡频率；

5、试述用根轨迹法分析系统性能的依据是什么？

四、（15分）已知某单位反馈系统的开环传递函数为，当取时，系统的曲线与实轴交于点处。

1、绘制系统的开环幅相频率特性曲线（奈奎斯特图）；

2、判定当取时系统的稳定性；

3、确定使系统稳定的的取值范围。

五、（15分）单位负反馈最小相位系统开环对数幅频渐近特性如图4所示。

图4

1、求系统开环传递函数；

2、求系统的相角裕度；

3、闭环系统对单位阶跃输入和单位斜坡输入的稳态误差分别是多少？

六、（20分）采样系统如图5所示，其中为采样周期。

图5

1、计算系统开环及闭环脉冲传递函数；

2、确定闭环系统稳定的值范围；

3、讨论采样周期对系统稳定性的影响；

4、设采样周期，时，若要求其稳态误差，该系统能否稳定工作？

若不能，如何改变采样周期之值，使其在稳定前提下满足的要求？

5、简述离散控制系统的脉冲传递函数的定义。

七、（15分）一非线性系统结构如图6所示，已知理想继电特性的描述函数为，若要求自激振荡的角频率为，振荡幅值为，求和的值。

图6

八、（15分）考虑线性定常系统，其中，试判断能否通过状态反馈将极点配置在处？

若能，求出状态反馈矩阵；

若不能，请说明理由。

九、（10分）已知某单位负反馈系统的开环传递函数为，要求校正后系统对单位斜坡输入信号下的稳态误差，开环系统截止频率，相角裕度，试设计串联无源超前校正的传递函数。

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