河北工程大学大学自控考题教学内容.docx
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河北工程大学大学自控考题教学内容
河北工程大学大学自控考题
河北工程学院2005~2006学年第一学期期考试试卷（A）卷
一、已知一个系统由如下方程组组成，试绘制该系统的结构图（８分），并求出闭环传递函数（８分）。
（共1６分）
二、单位负反馈系统的开环传递函数为：
，试求增益K的稳定域（７分），若要求系统的特征根全部位于垂线s=-1之左侧，试问K值的允许调整范围（７分）。
（共１４分）
三、设图１所示系统的单位阶跃响应曲线如图２所示，试确定参数、和a的数值。
（15分）
图１：
系统结构图
图２：
单位响应曲线
四、某系统开环传递函数为，试作系统闭环根轨迹。
（１５分）
五、最小相系统对数幅频渐近特性如图3所示，试确定系统传递函数。
（１５分）
0
100
w
-60dB/dec
-40dB/dec
-20dB/dec
20dB/dec
0.1
20
5
30
40
图３：
某系统对数幅频渐近特性曲线
六、设单位反馈系统开环传递函数为：
试设计一个无源超前校正网络，使已校正系统的相角裕度不小于，截止频率不低于５０（rad/s）。
（２５分）
河北工程学院2005~2006学年第一学期期考试试卷（B）卷
一、系统的微分方程组如下：
式中，均为正常数，试建立系统结构图，并求出传递函数。
（15分）
二、设单位反馈系统的开环传递函数为：
要求系统闭环稳定。
试确定k和T的范围。
（15分）
三、图1是飞机自动控制系统的简单结构图。
试选择参数K和，使系统的，并
讨论系统在单位阶跃作用下的各项性能指标。
（15分）
四、设系统如图2所示，求：
（1）画由变化时系统根轨迹。
（2）求系统呈欠阻尼的开环增益范围。
（3）根轨迹上标出系统最小阻尼比时闭环极点。
图2：
系统结构图
（20分）
五、已知最小相位系统的近似对数幅频曲线如图3所示。
写出系统开环传递函数。
（10分）
-20dB/dec
40dB/dec
400
3.16
-20
25
0
图3：
系统的近似对数幅频曲线
六、设单位反馈系统开环传递函数为：
在r（t）=t信号作用下稳态误差，试设计一个无源超前校正网络，使已校正系统的相角裕六、设单位反馈系统开环传递函数为：
在r（t）=t信号作用下稳态误差，试设计一个无源超前校正网络，使已校正系统的相角裕度不小于，截止频率不低于60（rad/s）。
（２５分）
河北工程大学2007~2008学年第1学期期考试试卷（A）卷
一、系统微分方程组如下：
其中：
为输入，c为输出，均为常数。
试建立系统的动态结构图并求传递函数及。
（本题15分）
二、系统特征方程如下，用劳斯判据确定系统正实部根的个数。
要求：
作出劳斯表（本题8分）
三、如图所示系统，求
1、当时，系统的静态误差。
2、当时，系统的静态误差。
3、若要减少，应如何调整？
4、如分别在扰动点之前或之后加入积分环节，对有何影响？
（本题15分）
N（s）
C（s）
_
E（s）
R（s）
四、某系统开环传递函数为：
，作系统闭环根轨迹。
提示：
分离点为0.46,-2.22。
（本题15分）
五、单位反馈系统的开环传递函数为：
，确定使相角裕度等于的a值。
（本题10分）
六、一单位负反馈的开环对数幅品渐进曲线如图所示，要求：
1、写出系统开环传递函数。
2、判别闭环系统的稳定性。
3、将幅频向右平移10倍频程，讨论对系统阶跃响应的影响。
（本题15分）
七、单位负反馈系统的开环传递函数为：
（本题15分）
设计一个校正网络，使系统的相稳定裕度不小于，截止频率不低于50rad/s。
八、1、写出继电特性的描述函数。
2、简述确定自激振荡的方法（本题7分）
考试试卷标准答案及评分标准专用纸
A（）卷
2007/2008学年第1学期课程自动控制原理班级自动化05-1~4闭卷姓名赵奇
一、（15分）
_
_
_
_
n
c
r
K0
K1
二、（10分）
第2行第1项为零，用（s+1）乘以原特征方程，得新的特征方程
第1列变号2次，具有2个正实部根。
三、（20分）
系统开环传递函数为：
1、
2、
3、增加可同时减少由阶跃型输入所产生的稳态误差；增加只对减少阶跃输入所产生的稳态误差有效。
4、在扰动点之前的前向通道中加入积分环节，可使系统成为一阶无差系统，利于提高系统的稳态指标；在扰动点后的前向通道加积分环节，对减少扰动作用下的稳态误差无效。
四、（15分）
1、4条根轨迹
2、（0，1），（-∞，-1）是根轨迹
3、渐近线
4、分离点
5、分离角
6、起始角
7、与虚轴交点
五、（10分）
相角裕度
六、（20分）
1、，当时，得K=2，系统开环传递函数为：
。
2、在20lg|G（jw）|>0区域内相频曲线对线无穿越，闭环系统稳定。
3、平移后系统传递函数为：
，所以阶跃响应的调节时间为原来的1/10。
所以超调量不变。
七、（15分）
1、原系统的截止频率为44.16rad/s，相稳定裕度为：
截止频率和相稳定裕度均不满足要求，须加入串联超前校正。
2、校正网络产地函数为：
3、取校正后系统的截止频率rad/s，相角裕度
则，
，
计算得：
a=4.4;T=0.01;K=0.64
校正后系统的截止频率为，相角裕度，满足要求。
八、（7分）
1、
2、系统中如有近似于正弦形式的振荡，它的参数可由和曲线的交点来确定，振幅X0的值由曲线求出，而振荡频率w0的值可由曲线求出。
考试试卷标准答案及评分标准专用纸
A（）卷
2007/2008学年第1学期课程自动控制原理班级自动化05-1~4闭卷姓名赵奇
一、（15分）
二、（10分）
第2行第1项为零，用（s+1）乘以原特征方程，得新的特征方程
第1列变号2次，具有2个正实部根。
三、（20分）
系统开环传递函数为：
1、
2、
3、增加可同时减少由阶跃型输入所产生的稳态误差；增加只对减少阶跃输入所产生的稳态误差有效。
4、在扰动点之前的前向通道中加入积分环节，可使系统成为一阶无差系统，利于提高系统的稳态指标；在扰动点后的前向通道加积分环节，对减少扰动作用下的稳态误差无效。
四、（15分）
1、4条根轨迹
2、（0，1），（-∞，-1）是根轨迹
3、渐近线
4、分离点
5、分离角
6、起始角
7、与虚轴交点
五、（10分）
相角裕度
六、（20分）
1、，当时，得K=2，系统开环传递函数为：
。
2、在20lg|G（jw）|>0区域内相频曲线对线无穿越，闭环系统稳定。
3、平移后系统传递函数为：
，所以阶跃响应的调节时间为原来的1/10。
所以超调量不变。
七、（15分）
1、原系统的截止频率为44.16rad/s，相稳定裕度为：
截止频率和相稳定裕度均不满足要求，须加入串联超前校正。
2、校正网络产地函数为：
3、取校正后系统的截止频率rad/s，相角裕度
则，
，
计算得：
a=4.4;T=0.01;K=0.64
校正后系统的截止频率为，相角裕度，满足要求。
八、（7分）
1、
2、系统中如有近似于正弦形式的振荡，它的参数可由和曲线的交点来确定，振幅X0的值由曲线求出，而振荡频率w0的值可由曲线求出。
考试试卷标准答案及评分标准专用纸
A（）卷
2007/2008学年第1学期课程自动控制原理班级自动化05-1~4闭卷姓名赵奇
一、（15分）
系统结构图：
传递函数：
二、（8分）
辅助方程
三、
特征方程
系统稳定。
四、（15分）
相角方程
代入，得
五、（15分）
20lgK=40
K=100
六、（10分）
系统不稳定。
七、（15分）
1、
取K=100.
2、
3、采用相位超前校正。
4、
取
a=4;T=0.01136。
5、验证
八、1、当输入是正弦信号时，输出的一次谐波分量与输入正弦信号的复数比。
2、
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