自本074自控原理试题与解答A

------------------------------------------------ 装 装订线左侧--------------------------------- 不 订 要书写内容--------------------------------- 线 ------------------------------------------------ 沈阳工程学院2007/2008学年第二学期考试试卷答案

试卷类型： A 试卷形式：闭卷 满分：100分 考试时间：110 分钟 考试科目：自动控制原理 专业：自本074 班级： 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 得分 一、有一水箱水位控制系统结构图如图所示。试分析它的控制过程，指出它是开环控制系统还是闭环控制系统?它的控制对象、被控量、参考输入、扰动量是什么?并画出该控制系统的方框图(说明调节器、调节阀、传感器和控制对象指的是哪一方框)。图中：Q1-输入流量；Q2-输出流量；H-实际水位；H0-希望水位；R-出水阀门阻力；L1-进水阀开度。（20分）

二、系统的方框图如图所示。（1）用方框图化简方法求C(S)/R(S)，要求画出解除交叉后的

方框图；（2）用梅森公式求C(S)/R(S)，要求画出信号流图。（20分）

（10分）

⑴若Q2增加，水位下降，进水阀开大；反之，若Q2减少，水位上升，进水阀关小。（2分） ⑵是闭环控制系统。（2分）

⑶控制对象为水箱、被控量为实际水位H、参考输入为希望水位H0、扰动量是输出流量和进水压力。（5分）

⑷控制系统的方框图如图所示。（11分）

（10分）

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试卷类型： A 试卷形式：闭卷 满分：100分 考试时间：110 分钟 五、已知开环传递函数为G?s?H?s??10考试科目：自动控制原理s?4s?1?，试画出系统奈氏图的大致形状，并求出幅值

专业：自本074 班级： 为单位值1时的频率和相位。（20分）

三、环节如下：1 非周期环节；2 一阶滞后；3 无惯性；4 放大； 5 实际积分；6 二阶

?0???1?；7 理想微分增加一点惯性；8 高通滤波器；9 低通滤波器；10 滞后环节。试

解：M????10?1?16?2说明各环节的归属，并画出其阶跃响应曲线的大致形状。（20分）

??????90??tg?14?比例：3（1分）；4（1分） ??0：（5分）

积分：5（1分） M?????,??????90?微分：7（1分）；8（1分） 惯性：1（1分）；2（1分）；9（1分） ???：振荡：6（1分） M????0,??????180?迟延：10（1分）

系统奈氏图的大致形状如图所示

响应曲线见教材。比例：P26图2-12（1分）；积分：P27图2-15（1分）；微分：P29图2-19（1分）；惯性：P31图2-22（1分）；振荡：P33图2-24（1分）；迟延：P34图2-26（1分）。

四、已知单位反馈控制系统的开环传递函数为G?s??4s?s?5?，试

度误差系数和当输入为r?t??2t时系统的稳态误差。（20分）

解：系统的位置误差系数为kp?limG?s??4?6分?s?0lim?0s?s?5???s（5分）

系统的速度误差系数为k

M????10?1v?limsG?s??s46分）?1?16?2s?0lims?0s?s?5??0.8（当输入r?t??2t时，系统的稳态误差为?1?16?2?1022?2e?1?16?2ss?k??2.5?8分???100v0.816?4??2?100?0

16x2?x?100?0 x?2.53,??1.59?2rad/s ?5分? ??2???90??tg?14? ??90??tg?14?2??90??82.87???172.87??5分?

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