自动控制原理八套习题集Word下载.docx

1、（4）自动控制原理5（1）画出系统开环幅频 Bode图。（2）计算相位裕量。44.求出下列系统的跟随稳态误差 essr和扰动稳态误差essd。Ri i1 （t） r fu i（t）C1i2 （t）C2 nu 0R2H2（S）44.已知具有局部反馈回路的控制系统方块图如图所示，求：（1）系统稳定时Kf的取值范围；1 2（2）求输入为X（t） t时，系统的静态加速度误差系数 Ka；（3）说明系统的局部反馈 Kf s对系统的稳态误差 ess的影响。s 1 Xo（s）一Q* s（s 1）i-一 丨KfS44伺服系统的方块图如图所示，试应用根轨迹法分析系统的稳定性。43.已知系统的传递函数 G（S） 1

2、0（10S 1），试分析系统由哪些环节组成并画出系统的S 144单位反馈系统的开环传递函数为 Gk （S） ，求：1）系统在单位阶跃信号输入下的稳态偏差是多少；2）当系统的输入信号为 Xj（t） sin（t 30 ）,系统的稳态输出?自动控制原理1试题答案及评分参考41.解:42.解:Dxo（t） k1Xo（t） k2【Xa（t） xo（t） DsXo（s）MXa（t） k2Xa（t） Xo（t） fi（t） MSXa（s）（2.5 分）7 03 2mDs m k? sk?Ds kk243.解：Y（s） k2（2分）Xi （s） s k1ksktpk18.060.132 49.850（2 分）

3、45.解:由图知该系统的开环传递函数为其中T=3由低频渐近线与横轴交点为修正量L故所求开环传递函数为s T2s22 Ts 1（1 分）10，得k 1010 ,得0.15810（3 分）20log（2）s 1s2 0.105s 190.158）或记为 s（T2s2 2 Ts 1） （k 10自动控制原理2试题答案及评分参考41.解C（s） Gi（s）G2（s）G3（s）丽 1 G3（s）H3（s） G2（s）G3（s）H2（s） Gi（s）G2（s）G3（s）Hi（s）42.解：myo（t） Dyo（t） （ki k2）y（t） Fi （t）（ms2 Ds ki k2）丫o（s） Fs）msDs

4、k1 k2系统有比例环节:20log1020积分环节:0.1s 1（5分）（1.5 分）（1分）400 0惯性环节:转折频率为1/T=10I G （j 3）3分）-20-40-45-90-135-18020Log G（j I0.1直接画出叠加后的对数幅频图（ 直接画出叠加后的对数相频图 惯性环节的对数幅频图各给44.解：:3分）。（若叠加图不对，但是画出了比例环节、 1分，画出积分环节、惯性环节的对数相频图各给传递函数K0.050.05s 1s0.005 2 n当 0.5 时，K = 20,3 n=20积分环节、1.5 分）（4分）由以上参数分析得到其响应公式:ntc（t） 1 e1 2 si

5、n得 C （1 ）= 1.0n 1 2 *t arctg 次每秒，即60次每分钟,0.5时，超调量 % 16.3%，最大心速为 69.78次。自动控制原理3试题答案及评分参考五、计算题（第41、42题每小题5分，第43、44题每小题10分，共30分）G3G 4 G1G2G 3 G 2G3G 4 H3G 2 H G1G2G3my（t）ky（t）匕 k?Fi （t）Y（s）F,s）k1 k2 ms243.解:tr -arccos=0.241- 2M Pe 1 2 =0.16=0.36n 1- 2ts -=0.6n44.解:（1）得特征方程为：3 2s 12s 30s 10a 0S330S21210

6、aS1（360-10a）/12S 10a得:（360- 10a）0, 10a0，从而 0 a36。k2 D2smD2s mk2 D1D2 s k1 D2 k2D1 k2D2 s k1k2G1G 2G3 G1G3G 4G1G 2G3G4H1 G 2 H G1G2G3 G1G3G4 G1G2G3G4 H系统有一比例环节：K=10 20log10=201/S惯性环节：1/（S+1）转折频率为1/T=120Log G（j 3）-40.0 -20 -40X-20-450 -900 -1350 -180直接画出叠加后的对数幅频图（ 直接画出叠加后的对数相频图（ 惯性环节的对数幅频图各给 z G （j 3）

7、（若叠加图不对，但是画出了比例环节、 1分，画出积分环节、惯性环节的对数相频图各给1）系统的特征方程为:D（s） 2s 3s s k 02）由（）90arcta narctan 2 180得：.0.5Kg0 67g,21 .4 21 , 0.5 1.5 3由劳斯阵列得：0 k+3 、 /a0为D（s）稳定的充要条件,自动控制原理试题 7答案及评分参考是以牺牲系统的稳态精度为代价的。44解:1）绘制系统根轨迹图已知系统开环传递函数为： G（s）s（s 1）（0.5s 1）将其变换成由零、极点表达的形式:G（s） s（s 1）（s 2）（其中，根轨迹增益 K*=2K，K为系统的开环增益，根据上式可

8、绘制根轨迹图（1）根轨迹的起点、终点及分支数：三条根轨迹分支的起点分别为 S1=0, s2=-1，83=-2；终点为无穷远处。实轴上的根轨迹：实轴上的0至-1和-2至-8间的线段是根轨迹。 渐近线:渐近线的倾角分别为土 60 , 180 。渐近线与实轴的交点为1 5（T a= =- 1分离点：dK ZB根据公式 0，得：S1=-0.42, S2=-1.58，因为分离点必须位于dss2不是实际的分离点，S1=-0.42才是实际分离点。根轨迹与虚轴的交点： 3 1=0, K*=0; 3 2,3= 1.414, K*=6根据以上结果绘制的根轨迹如下图所示。 （之间，可见2）由根轨迹法可知系统的稳定范

9、围是 ：K*6。自动控制原理试题 8答案及评分参考C（s）G1G2G3G4G5R（s）G1G2G3G4 G2G3H 1 G3G4H 2Ui（t）dtU0 sI scc2sUi（t）h（t）R2Ui sU 0 s I1 s R2U0（t）i2（t）R1 i2（t）dt U i s U 0 s C1h（t）i2（t）i（t）l1（S）l2（s） I（s）u（s）（R2C1 R| C1 ）s 1Ui（s）R1R2C1C2s2（R1C1R2C 2 R2C1 ）s 142.解I 2s RiCiS转折频率1/10=0.1转折频率为1/T=1微分环节、微分环节：10S 1 惯性环节的对数幅频图各给 1分，画出微分环节、惯性环节的对数相频图各给 1.5分）2.5 分）0型系统SS K0.5 K Gb（s） G（S）1 Gk（s）频率特性为GB（ j幅频特性 GB（ j2 4GB（j,5相频特性 GB（jarctanarctan 0.5系统的稳态输出为sin t 30arcta n 0.5