2024年自动控制理论自考试题重点资料.doc

浙江省1月自动控制理论(二)试题参考答案
课程代码：02306
一、单项选择择题(1—5小题每题2分，6—15小题每题1分，共20分)
1.B 2.B 3.A 4.C 5.A
6.C 7.B 8.A 9.C 10.B
11.C 12.D 13.B 14.A 15.B
二、填空题(每题1分，共10分)
1.线性，非线性
2.准确性
3.输入支路，输出支路
4.正弦函数
5.
6.ωn
7. φ(t)X(0)+∫t0φ(t-τ)Bu(τ)dτ
8.分离点
9.动态
10.闭环极点
三、名词解释(每题2分，共10分)
1.反馈控制系统依照被控量与给定值的偏差进行调整，最后使系统消除偏差，达成被控量等于给定值的目标，是一个闭环控制系统。
2.系统在扰动消失后，由初始偏差状态恢复到本来平衡状态的性能。
3.校正装置Gc(s)反并接在前向通道的一个或几个步骤的两端，形成局部反馈回路。
4.开环传递函数的极点和零点均位于s左半平面的系统，称为最小相位系统。
5.离虚轴最近的闭环极点对系统的动态性能影响最大，起着决定性的主导作用，称为主导极点。
四、1简答题(每题4分，共24分)
1.闭环频率特性性能指标有：
(1)谐振幅值Mr；
(2)谐振频率ωr;
(3)截止频率ωb；
(4)频带宽度0～ωb。
2.(1)0<ξ<1时，输出响应为衰减振荡过程，稳态值为1；
(2)ξ=0时，输出响应为等幅振荡过程；
(3)ξ≥1时，输出响应为非周期过程。
(注：或用图示阐明也可)

3.惯性步骤G(s)=的频率特性为：
G(jω)=
(ω)=-tg-1ωΤ
惯性步骤频率特性的极坐标图如下图所示

4.将G(s)化成时间常数表示形式：
G(s)=
G(jω)=
G(jω)极坐标图起点：(0.5，j0)
G(jω)极坐标图终点：(0,j0), ∠G(jω)=-180°，|G(jω)|=0
5.PID控制器的传递函数为G(s)=Kp[1++Tds]。
6.rank［B AB］=rank=1 rank =2=n，系统状态完全可观测。
五、计算题(第1、2小题每题8分，第3、4小题每题10分，共36分)
1.∵σp=×100%=9.6%
∴ξ=0.6
∵tp=
∴ωn=19.6rad/s
2.∵a1=2,a2=3,b0=0,b1=1,b2=1
设
β0=0,β1=b1-a1β0=1-２×0=1
β2=b2-a1β1-a2β0=1-２×1-3×0=-1
∴1=x2+u
2=-a2x1-a1x2+β2u=-3x1-2x2-u
则系统的状态空间体现式为：
u
y=［1 0］
3.信号流图如下：

应用梅森公式求传递函数：
P1=G1G2G3G4G5, L1=-G1G2G3G4, L2=-G2G3H1, L3=-G3G4H2

4.(1)根轨迹的起点、终点及分支数：
三条根轨迹分支的起点分别为s1=0,s2=-2,s3=-4；终点为无穷远处。
(2)实轴上的根轨迹：
实轴上的0至-2和-4至-∞间的线段是根轨迹。
(3)渐近线：
渐近线的倾角分别为±60°，180°。渐近线与实轴的交点为
σa= =-2
(4)分离点：
依照公式 =0, 得： s1=-0.85,s2=-3.15因为分离点必须位于0和-2之间，可见s2不是实际的分离点，s1=-0.85才是实际分离点。
(5)根轨迹与虚轴的交点：
ω1=0, K=0; ω2,3=±2, K=48
依照以上成果绘制的根轨迹如下图所示。
所要求系统稳定的K值范围是：0