《自动控制原理》A卷答案(电气工程及自动化专业) 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/25 17:16:00星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

山东科技大学2007—2008学年第一学期

《自动控制原理》考试试卷(A卷)答案及评分标准

班级 姓名 学号 题号 一 二 三 四 总得分 评卷人 审核人 一、填空题(每空1分,共15分)

得分 1、对自动控制系统的基本性能要求可归纳为三个方面,这三个方面是 稳 、

快 、 准 。

2、对于最小相位系统,开环对数幅频特性的低频区决定了系统的准确性能;中频区决定了系统的 快速性能。高频区决定了系统 抗干扰 性能。若要求提高系统的响应速度应选择 超前 校正装置。若要求提高系统抑制噪声的能力应选择 滞后 校正装置。 3、某反馈控制的特征函数F(s)?1?G(s)H(s)?(1?0.1s)(1?0.5s)则该系统的开环极点 -5,(1?0.2s)(1?5s)-0.2 ,为闭环极点为 -10,-2 。

4、如下图所示系统的开环放大倍数为 100 ,当输入信号r(t)?4时,系统稳态误差为 4/101 ,当输入信号r(t)?4t时,系统稳态误差为 ?。

5、系统传递函数G(s)?5s?41??0??0,其可控标准型为?x???2?3?x??1?u,y???4?5?x s2?3s?2?????0?2???4????x?u,y??01?x。 。可观测标准型动态方程为x????1?3???5?二、选择题(每题3分,共15分)

1、若系统(或元件)的某输入 输出的拉氏变换分别为xi(s),x0(s),对应的传递函数记为G(s),则下列说法是不正确的有(B )

X(s)A 在零初始条件下,G(s)?X0(s);B G(s)?0,描述了系统的全部信息;

Xi(s)Xi(s)C 若g(t)为单位脉冲响应,则G(s)?L[g(t)];D G(s)反映了系统本身的固有特性。

??2??1??x??2?u,y??235?x,则系统状态( A )????32、已知系统的状态方程和输出方程为x。

???????1????1??A.可控,可观 ;B.可控,不可观;C.不可控,可观;D.不可控,不可观

3、非线性系统周期运动如下图,?G曲线和?1曲线有两个交点1、2,下列说法正确的是( D ) N(A)1 2 A、1对应的周期运动是稳定的,2 对应的周期运动是稳定的。 B、1对应的周期运动是不稳定的,2 对应的周期运动是不稳定的。 C、1对应的周期运动是不稳定的,2 对应的周期运动是稳定的。 D、1对应的周期运动是稳定的,2 对应的周期运动是不稳定的。

4、若某系统的Bode图已知,其低频处的幅频特性是一条斜率为-20dB/dec的直线,且当??1时幅值为20dB,相频?(0)??90?,则该系统(B)

A 是0型系统,开环放大倍数为10; B 是I型系统,开环放大倍数为10; C 是0型系统,开环放大倍数为10;D 是I型系统,开环放大倍数为10。 5、已知系统特征方程s4?3s3?3s2?3s?2?0,下列说法正确的是( B ) A.系统稳定。B.系统临界稳定。C.系统不稳定。D.无法判断。

三、计算题(每题10分,共40分)

1、如下图所示系统,其单位阶跃响应曲线h(t)所示,试确定参数k及a。

R

解:依题可知

??h(?)?1 (3分) ??t?0.75''?1.09?1??%??9%?1p?K???K(1分) ?(s)???? (1)s?as?Ks?2??s???a?2??22nn222nnntp??1???n2(1?0.75 (4)分)

?%?e???1??2ln0.09?????0.7665?2??1??(?0.09 ?(5)2分)

?0.76652???1?0.76652?0.60833(??52.55?)?2?n??0.751?0.60822n(1分) ?5.236弧秒 (6)?K???5.236?27.4(2分)

??a?2???2?0.608?5.236?6.37n2、系统结构图如下图所示,求系统的闭环传递函数?(s).

解(1):等效变换法:(每步2分)

3、采样系统结构如下图所示,其中K=1,T=1s, 1)求闭环脉冲传递函数?(z)。 2)判断系统稳定性。

?1?0.368z?0.264解:1)G(z)?(1?z?1)Z?2??z2?1.368z?0.368(4分) s(s?1)???(z)?G(z)0.368z?0.264?2(2分)

1?G(z)z?z?0.6322)系统闭环特征方程为:D(z)?z2?z?0.632?0(2分) 特征根 z1,2?0.5?j0.618,在单位圆内,系统稳定。(2分)

?01??0????4、系统的动态方程为,xx?u,y??20?x,能否通过状态反馈把系统的极点配?????32??2??02?置在-10,-10处,若可以,求出实现上述极点配置的反馈矩阵K。S??bAb??? ranks=2,?,24??系统可控,可以通过状态反馈实现极点配置。(3分)

K??k1k2?,

sI?(A?bK)?s?13?2k1s?2?2k2?s2?2(k2?1)s?2k1?3(3分)

a*(s)?s2?20s?100(2分)

?2(k2?1)?20?k1?51.5???2k?3?100k?11?1,?2 (2分) 四、绘图题(每题15分,共30分)