2008-2009-1自动控制原理A答案

自动控制原理A卷参考答案

一、 得分

本大题为单项选择题，共10小题，每小题2分。

01．分析随动控制系统时，常用的典型输入信号是（ B ） A．脉冲函数 B．斜坡函数 C．阶跃函数

D．抛物线函数

02．如下传递函数所表示的系统为最小相位系统的是（ B ） A．

K?T?1??T B．K1s2s?1?s?Ts?1?

C． K??s?1??T1??T D．K

1s?2s?1??T1s?1??T2s?1?

03．单位负反馈控制系统的开环传递函数为GK?s?，则其给定误差传递函数为（ B ）A．?E?s??GK?s?1?Gs?

B．?E?s??1K?1?Gs?

K?C．?GK?s?1?Gs?

D．?1E?s??E?s??K?1?G

K?s?

04．开环传递函数G?s?z?K?s??K D s??n，则其根轨迹条数和渐近线条数分别为（ ?s?pi?i?1A．??n和??n?1 B．??n和??n?1 C．??n和??n?1

D．??n和??n?1

05．一阶系统G(s)=KTs?1的放大系数K愈大，则系统的输出响应的稳态值（ D ） A．不变 B．不定 C．愈小

D．愈大

06．二阶系统当0

B．减小

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）

C．不变

D．不定

07．主导极点的特点是（ D ） A．距离实轴很远 C．距离虚轴很远

08．某最小相位系统稳定，则其增益裕量（ B ） A．hg?0 C．hg?0

09．一阶系统

B．hg?1 D．不定

B．距离实轴很近 D．距离虚轴很近

1的单位脉冲响应为（ B ） Ts?1

1?tTA．e

TC．e

?tT1?tT B．e

T

D． e?tT

10．滞后校正装置最大滞后角的频率是（ C ） A．?m?C．?m??1??2

?1?2

1??1??2? 211D．?m???1?2??m???1?2?

22B．?m?

二、 得分

本大题15分。

系统微分方程组如下：

x1?t??ui?t??uo?t?

x2?t??dx1?t??4x1?t? dtx3?t??3x2?t?

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duo?t??8uo?t??x3?t? dt其中ui(t)、uo(t)分别表示系统输入量、输出量，x1(t)、x2(t)、x3(t)为中间变量。已知初始条件全部为0。

（1） 试分别用结构图表示各方程，并建立以ui(t)为输入, uo(t)为输出的系统动态结构图；

（2） 求出系统的传递函数

Uo?s?。 Ui?s?解：（1）（10分）将以上各式做拉式变化得到，

X1?s??Ui?s??Uo?s? (1) X2?s???s?4?X1?s? (2) X3?s??3X2?s? (3)

?s?8?C?s??X3?s? (4)

从而得到系统结构图如下：

Ui(s)X1(s)-Uo(s)X1(s)

s+4X2(s)X2(s)

3X3(s)

(1) (2) (3)

X3(s)1/(s+8)C(s)

(4)

Ui(s)X1(s)s+4X2(s)3X3(s)1/(s+8)Uo(s)--

（2）（5分）

三、 得分

本大题10分。

某控制系统结构图如图所示，试确定参数K1，K2值，使系统阶跃响应的峰值时间tp?1s，超调量

Uo?s?3(s?4) ?Ui?s?4(s?5)?%?16%。

R (s) － 第 3 页 共 8 页 K1 s(2s?1)C (s) 1?K2s

解：根据题意得：

??(s)?K1K1/2?2s2?(1?K1K2)s?K1s2?(1?K1K2)/2s?K1/222????n?K1/2?K1?2?n??????2??n?(1?K1K2)/2??K2?(4??n?1)/K1??t?1??p???3.63?n1??2又????n???0.5?2??%?16%?exp(???/1??)%2??K1?2?n?26.35????K2?(4??n?1)/K1?0.24

四、 得分

本大题10分。

某控制系统结构图如图所示，要求调解时间ts?0.1s，试确定反馈系数K的值。（△=0.05）

解：根据题意得：

R (s) － 10 sC (s) K ??(s)?1010/10K? s?10K1/10Ks?1?ts?3T?3?1/10K?0.1?K?3

五、 得分

本大题15分。

某控制系统结构图如图所示，要求系统在r(t)?t作用时，稳态误差ess?0.5，试确定满足要求的开环放大系数K的范围。

C(s) 2R(s) —1?s sK s(s?4)(s?6)第 4 页 共 8 页