河北工程大学大学自控考题.doc

河北工程学院 2005 ~ 2006学年第 一 学期期 考试试卷 （ A ）卷
一、 已知一个系统由如下方程组组成，试绘制该系统的结构图（８分），并求出闭环传递函数(８分）.（共1６分）
二、单位负反馈系统的开环传递函数为：,试求增益K 的稳定域(７分），若要求系统的特征根全部位于垂线s=-1之左侧,试问K值的允许调整范围（７分）.（共１４分）
三、设图１所示系统的单位阶跃响应曲线如图２所示，试确定参数、和a的数值。（15分）
－
C(s)
Ｒ（s）

图１:系统结构图
t(s)
2.0
1.6
1.2
0.8
0.4
0
2.18
h(t)
1.00
2.00

图２:单位响应曲线
四、某系统开环传递函数为，试作系统闭环根轨迹。（１５分）
五、最小相系统对数幅频渐近特性如图3所示，试确定系统传递函数.（１５分）
0
100
w
-60dB/dec
-40dB/dec
-20dB/dec
20dB/dec
0.1
20
5
30
40

图３：某系统对数幅频渐近特性曲线
六、设单位反馈系统开环传递函数为:
试设计一个无源超前校正网络，使已校正系统的相角裕度不小于，截止频率不低于５０(rad/s）。（２５分)
河北工程学院2005 ~2006学年第 一 学期期 考试试卷 （ B ）卷
一、系统的微分方程组如下：
式中,均为正常数，试建立系统结构图，并求出传递函数。（15分）
二、设单位反馈系统的开环传递函数为：
要求系统闭环稳定.试确定k和T的范围。（15分）
三、图1是飞机自动控制系统的简单结构图。试选择参数 K和，使系统的，并
讨论系统在单位阶跃作用下的各项性能指标。（15分）
—
_
C(s)
R（s）
K

四、设系统如图2所示,求：
（1)画由变化时系统根轨迹.
（2)求系统呈欠阻尼的开环增益范围。
（3)根轨迹上标出系统最小阻尼比时闭环极点. 图2：系统结构图
（20分）
五、已知最小相位系统的近似对数幅频曲线如图3所示.写出系统开环传递函数.（10分）

-20dB/dec
40dB/dec
400
3.16
-20
25
0

图3：系统的近似对数幅频曲线
六、设单位反馈系统开环传递函数为：
在r(t)=t信号作用下稳态误差，试设计一个无源超前校正网络，使已校正系统的相角裕六、设单位反馈系统开环传递函数为：
在r（t）=t信号作用下稳态误差，试设计一个无源超前校正网络，使已校正系统的相角裕度不小于，截止频率不低于60（rad/s).（２５分）
河北工程大学 2007 ～ 2008 学年第 1 学期期 考试试卷 （ A ）卷
一、 系统微分方程组如下:
其中：为输入,c为输出,均为常数。
试建立系统的动态结构图并求传递函数及。（本题15分)
二、系统特征方程如下，用劳斯判据确定系统正实部根的个数。要求：作出劳斯表(本题8分）
三、如图所示系统,求
1、当时，系统的静态误差.
2、当时，系统的静态误差。
3、若要减少,应如何调整?
4、如分别在扰动点之前或之后加入积分环节，对有何影响？（本题15分）
N(s)
C(s)
_
E(s)
R(s)

四、某系统开环传递函数为：,作系统闭环根轨迹。提示：分离点为0。46，-2.22.(本题15分）
五、单位反馈系统的开环传递函数为：，确定使相角裕度等于的a值.（本题10分）
六、一单位负反馈的开环对数幅品渐进曲线如图所示,要求:
1、写出系统开环传递函数。
2、判别闭环系统的稳定性。
3、将幅频向右平移10倍频程，讨论对系统阶跃响应的影响.（本题15分)
-40dB/dec
-20dB/dec
-40dB/dec
-20dB/dec
w/s-1
20lg|G(jw)|/dB
4
1
0.2
0
0.1

七、单位负反馈系统的开环传递函数为：（本题15分）
设计一个校正网络,使系统的相稳定裕度不小于，截止频率不低于50 rad/s。
八、1、写出继电特性的描述函数。
2、简述确定自激振荡的方法（本题7分)
考试试卷标准答案及评分标准专用纸
A（ ）卷
2007 / 2008 学年第 1 学期 课程 自动控制原理 班级 自动化05-1~4 闭卷 姓名 赵奇
一、（15分)
_
_
_
_
n
c
r
K0

K1

二、（10分）
第2行第1项为零,用(s+1）乘以原特征方程，得新的特征方程
第1列变号2次，具有2个正实部根。
三、（20分)
系统开环传递函数为:
1、
2、
3、增加可同时减少由阶跃型输入所产生的稳态误差；增加只对减少阶跃输入所产生的稳态误差有效.
4、在扰动点之前的前向通道中加入积分环节，可使系统成为一阶无差系统，利于提高系统的稳态指标；在扰动点后的前向通道加积分环节，对减少扰动作用下的稳态误差无效。
四、（15分)
1、4条根轨迹
2、（0，1），（-∞，-1）是根轨迹
3、渐近线
4、分离点
5、分离角
6、起始角
7、与虚轴交点
五、(10分）
相角裕度
六、（20分）
1、,当时，得K=2，系统开环传递函数为：.
2、在20lg|G（jw)｜>0区域内相频曲线对线无穿越，闭环系统稳定。
3、平移后系统传递函数为：
，所以阶跃响应的调节时间为原来的1/10。
所以超调量不变。
七、（15分)
1、原系统的截止频率为44.16 rad/s,相稳定裕度为:
截止频率和相稳定裕度均不满足要求，须加入串联超前校正.
2、校正网络产地函数为：
3、取校正后系统的截止频率 rad/s，相角裕度
则 ，
，
计算得：a=4。4；T=0。01；K=0。64
校正后系统的截止频率为,相角裕度，满足要求。
八、（7分）
1、
2、系统中如有近似于正弦形式的振荡，它的参数可由和曲线的交点来确定，振幅X0的值由曲线求出，而振荡频率w0的值可由曲线求出。
考试试卷标准答案及评分标准专用纸
A( )卷
2007 / 2008 学年第 1 学期 课程 自动控制原理 班级 自动化05-1~4 闭卷 姓名 赵奇
一、（15分)
_
_
_
_
n
c
r
K0

K1

二、(10分）
第2行第1项为零,用（s+1）乘以原特征方程，得新的特征方程
第1列变号2次，具有2个正实部根。
三、（20分）
系统开环传递函数为：
1、
2、
3、增加可同时减少由阶跃型输入所产生的稳态误差;增加只对减少阶跃输入所产生的稳态误差有效。
4、在扰动点之前的前向通道中加入积分环节,可使系统成为一阶无差系统，利于提高系统的稳态指标；在扰动点后的前向通道加积分环节,对减少扰动作用下的稳态误差无效.
四、（15分）
1、4条根轨迹
2、(0，1），（—∞,-1)是根轨迹
3、渐近线
4、分离点
5、分离角
6、起始角
7、与虚轴交点
五、（10分）
相角裕度
六、(20分)
1、，当时，得K=2,系统开环传递函数为：。
2、在20lg|G（jw）｜>0区域内相频曲线对线无穿越,闭环系统稳定。
3、平移后系统传递函数为：
，所以阶跃响应的调节时间为原来的1/10.
所以超调量不变。
七、（15分)
1、原系统的截止频率为44。16 rad/s,相稳定裕度为：
截止频率和相稳定裕度均不满足要求,须加入串联超前校正。
2、校正网络产地函数为：
3、取校正后系统的截止频率 rad/s，相角裕度
则 ，
，
计算得：a=4。4;T=0。01；K=0.64
校正后系统的截止频率为，相角裕度,满足要求。
八、(7分）
1、
2、系统中如有近似于正弦形式的振荡，它的参数可由和曲线的交点来确定，振幅X0的值由曲线求出，而振荡频率w0的值可由曲线求出。
考试试卷标准答案及评分标准专用纸
A（ ）卷
2007 / 2008 学年第 1 学期 课程 自动控制原理 班级 自动化05-1~4 闭卷 姓名 赵奇
一、(15分）
系统结构图:
c(t)
r(t)
n1(t)
—
_
_
K1

K2
n2(t)

传递函数:
二、（8分）
辅助方程
三、
特征方程
系统稳定.
四、（15分)
相角方程
代入,得
五、（15分）
20lgK=40
K=100
六、（10分）
系统不稳定。
七、（15分）
1、
取K=100.
2、
3、采用相位超前校正.
4、
取
a=4；T=0。01136.
5、验证
八、1、当输入是正弦信号时，输出的一次谐波分量与输入正弦信号的复数比。
2、