东北大学 自动控制原理 王建辉 清华大学复习题

《考研专业课高分资料》之复习题

题2-8图

2-9 已知系统结构图如题2-9图所示，试写出系统在给定R(s)及扰动N(s)同时作用下输出C(s)的表达式。

题2-9图

2-10 系统的信号流图如题2-10图所示，试求系统的传递函数C(s)/R(s)。

题2-10图

2-11 已知单位负反馈系统的开环传递函数

(1) 试用MATLAB求系统的闭环传递函数；

(2) 将闭环传递函数表示为零极点形式和部分分式形式。 2-12 如题2-12图所示系统结构图

(1) 试用MATLAB简化结构图，并计算系统的闭环传递函数； (2) 绘制闭环传递函数的零极点图。

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题2-12图

习题三

3-1 已知系统脉冲响应如下，试求系统闭环传递函数Φ(s)。

k(t)?0.0125e?1.25t

3-2

一阶系统结构图如题3-2图所示。要求系统闭环增益参数

K??2，调节时间ts?0.4（s）

，试确定

K1,K2的值。

题3-2图 系统结构图

G(s)?3-3 单位反馈系统的开环传递函数3-4 给定典型二阶系统的设计指标：超调量

4s(s?5)，求单 位阶跃响应h(t)和调节时间ts。

tp?1ts?3??5%

%，调节时间

（s），峰值时间

（s），试

确定系统极点配置的区域，以获得预期的响应特性。

3-5 电子心律起博器心率控制系统结构图如题3-5图所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一纯积分环节，要求：

题3-5图 电子心律起博器系统

（1）若=0.5对应最佳响应，问起博器增益K应取多大？

（2）若期望心速为60次/分钟，并突然接通起博器，问1秒钟后实际心速为多少？瞬时最大心速多大？

3-6 机器人控制系统结构图如题3-6图（a）所示。试确定参数

?K1,K2值，使系统阶跃响应的峰值时间

tp?0.5（s），超调量?%?2%。

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题3-6图 系统结构图及单位阶跃响应

3-7 设题3-6图（a）所示系统的单位阶跃响应如题3-6图（b）所示。试确定系统参数13-8 已知系统的特征方程，试判别系统的稳定性，并确定在右半s平面根的个数及纯虚根。

5432D(s)?s?2s?2s?4s?11s?10=0 （1）

K,K2和a。

（2）D(s)?s5?3s4?12s3?24s2?32s?48=0 ?s5?2s4?24s3?48s2?25s?50?0

G(s)?Ks(s?3)(s?5)

54D(s)?s?2s?s?2=0 （3）

（4）D(s)3-9 单位反馈系统的开环传递函数为

为使系统特征根的实部不大于-1，试确定开环增益的取值范围。

3-10 系统结构图如题3-10图所示。试求局部反馈加入前后系统的静态位置误差系数、静态速度误差系数

和静态加速度误差系数。

题3-10图 系统结构图

3-11 系统结构图如题3-11图所示。

（1）为确保系统稳定，如何取K值？ （2）为使系统特征根全部位于s平面s

??1的左侧，K应取何值？

r(t)?2t?2时，要求系统稳态误差ess?0.25，K应取何值？

（3）若

题3-11图 系统结构图

3-12 已知单位反馈系统的开环传递函数为

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试分别求出当输入信号r(t)7(s?1)G(s)?s(s?4)(s2?2s?2)

?1(t),t和t2时系统的稳态误差。

3-13 系统结构图如题3-13图所示。已知

r(t)?n1(t)?n2(t)?1(t)，试分别计算

r(t),n1(t)和n2(t)作用时的稳态误差，并说明积分环节设置位置对减小输入和干扰作用下的稳态

误差的影响。

题3-13图 系统结构图

3-14 系统结构图如题3-14图所示，要使系统对r(t)而言是II型的，试确定参数

K0和?的值。

题3-14图 系统结构图

3-15 单位反馈系统的开环传递函数为

25G(s)?s(s?5)

2er(t)?1?2t?0.5t（1）求各静态误差系数和时的稳态误差ss；

（2）当输入作用10秒时的动态误差是多少？

3-16 已知单位反馈系统的闭环传递函数为

?(s)?输入r(t)?5?20t?10t25s?2000.01s3?0.502s2?6s?200

，求动态误差表达式。

3-17 控制系统结构图如题3-17图所示。其中

K1，K2?0，??0。试分析：

题3-17图 系统结构图

（1）（2）

?值变化(增大)对系统稳定性的影响；

?值变化(增大)对动态性能（?%，ts）的影响；

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