自动控制理论习题及答案

2020-03-27 07:29

已知最小相位系统的开环对数幅频特性L(?)和串联校正装置的对数幅频特性L如图所示:

(1) 写出原系统的开环传递函数G(S),并求其相角裕度 ; (2) 写出校正装置的传递函数G(S); (3) 画出校正后系统的开环对数幅频特性L 50db 40db 30db C(?)

(?),并求其相角裕度 。

L(?) 0.01 -20 0.1 0.32 -40 20 10db 0 1 10 -20db -30db -40db -60 LC(?)

如图示系统结构图1,试用结构图化简方法求传递函数

C(s)。 R(s)R(s)_+G1(s)_G2(s)G3(s)+C(s)

设原控制系统的开环传递函数为

G(S)?10S(0.5S?1)(0.1S?1),采用传递函数为

Gc(S)?0.23S+1 的串联校正装置,试:

0.023S?11.画出校正前系统的乃氏曲线(要求有简单步骤),并判断系统的稳定性(说明理由)。 2.绘出校正前、后系统的对数幅频特性图。

3.说明采用的是何种校正方案,该校正方案对系统有何影响。

已知系统方框图如图所示,试计算传递函数C1(s)R1(s)、C2(s)R1(s)、C1(s)R2(s)、

C2(s)R2(s)。

某控制系统的方框图如图所示,欲保证阻尼比?=0.7和响应单位斜坡函数的稳态误差为

ess=0.25,试确定系统参数K、?。

典型二阶系统的开环传递函数的标准形式有哪几种,绘出欠阻尼情况下的阶跃响应曲线,标出必要的动态性能指标。

试述非线性系统的特点,并写出饱和特性的输入和输出的关系式。

试述非线性系统的稳定性判据。

描述函数法分析非线性控制系统必须满足什么条件?

1)线性部分必须具有较好的低通特性;2)非线性的输出必须是奇函数或半波对称函数,保证直流分量为0;3)非线性部分输出的基波分量最强;4)非线性系统可化成典型的结构形式。

若一非线性二阶系统以坐标原点作为奇点,且该二阶非线性系统线性化后的奇点类型为稳定的焦点、节点鞍点,试绘出该奇点附近的相轨迹。

某系统的特征方程为D(S)?S6?2S5?8S4?12S3?20S2?16S?16?0,则其大小相等符号

相反的虚数极点对为____________、____________。

离散系统结构图如图所示,采样周期T?1。

(1) 写出系统开环脉冲传递函数G(z); (2) 确定使系统稳定的K值范围;

(3) 取K?1,计算r(t)?t作用时系统的稳态误差e(?)。

Tzzz?1??1??1?注:z变换表 Z?; ; 。 Z??Z??aT2?2????s?az?e???s?z?1?s?(z?1)

控制系统如图2所示,系统单位阶跃响应的峰值时间为3s 、超调量为20%,求K,a值。

R(s)_Ks2C(s)1?as

已知最小相位系统Bode图如图所示 ,试求系统传递函数。

设系统的开环传递函数为

G(s)H(s)?K

s2(s?1)画出根轨迹草图,判断系统的稳定性。

已知系统如下图所示,

1.画出系统根轨迹(关键点要标明)。

2.求使系统稳定的K值范围,及临界状态下的振荡频率。

Xr S+2S+2 2K S3 Xc

已知一最小相位系统开环的对数幅频特性如下图所示, 1.试写出系统开环传递函数Wk?s?,并计算相位裕量。 2.若系统原有的开环传递函数为W?s??100?1?0.1s?,而校正后的对数幅频特性如下图所2s示,求串联校正装置的传递函数,并分析加了校正装置后对系统性能的影响。

dB L(ω)

40 -2

-1 100 4 1

-2 已知单位负反馈系统的结构图如下所示: ω

1.系统在r(t)=2t时的稳态误差为2.5,ωn=2,试确定K、T的值。 2.在上述K、T值时,求r(t)=sin(2t+10)时的稳态误差ess。

0

设原控制系统的开环传递函数为

G(S)?10S(0.5S?1)(0.1S?1),采用传递函数为

Gc(S)?0.23S+1 的串联校正装置,试:

0.023S?11.画出校正前系统的乃氏曲线(要求有简单步骤),并判断系统的稳定性(说明理由)。 2.绘出校正前、后系统的对数幅频特性图。

3.说明采用的是何种校正方案,该校正方案对系统有何影响。

已知T=1(S),K=1,求开环脉冲传递函数G(Z)。

R(S) C(S)

K1?e??s S(S?1)s _

已知下图所示的系统的采样周期为T=1s,要求应用劳斯判据分析采样系统的稳定性 。

R(S)_KS?1C(S)

已知一最小相位系统的开环对数幅频特性如下图所示,试 1.求出系统开环传递函数G(S),绘出相应的相频特性曲线。

2.计算其相位裕量,并用伯德图判据判断系统的稳定性(说明伯德图判据的内容)。 3.求单位斜坡输入信号作用下的稳态误差。

dB L(ω) 40 -40Db/dec-20Db/dec 1 4 -40Db/dec 100 ω


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