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            西安电子科技大学电院自动控制导论2012试卷


            西 安 电 子 科 技 大 学
            考试时间 120 分钟


            题号 分数 一 二 三 四 五 六


            七 八 九 十 总分

            1. 考试形式:闭卷;2.本试卷共 三 大题,满分 100 分。 1. 本次考试仅可以使用自己普通的计算器, 不能在考试中借用他人计算器, 也不能 使用手机中的计算器。 2. 该试卷所有题目分值总和为 120 分,每个人从其中任意选择 100 分值题目作答, 如果作答题目分值超过 100 分,则按其中最少分值题目计算。

            班级

            学号

            姓名

            任课教师

            一、填空 (12 分,每空 1 分) 此题直接在试卷上做! 1. 控制系统按照基本控制方式来分类分为: 和 2. 典型二阶控制系统的阻尼比ζ >1 时,单位阶跃响应形式称为 阻尼比 0<ζ <1 时,响应形式称为 3. 线性系统稳定的充分必要条件是 状态。
            。

            。 状态;

            4. 二阶控制系统的超调量δ % = ____________________。 5. 由 根 轨 迹 法 可 推 导 出 : 系 统 闭 环 零 点 是 由 ______________ 和 ______________________共同决定。 6. 控制系统的静态位置误差系数 Kp = 。 7. 为了提高系统的相位裕度常采用__________校正;为了减小系统的稳态误差 常采用__________校正。 8. 最小相位系统指的是 。 二、简答题 (36 分,每题 6 分) 1. 2. 3. 4. 5. 为什么需要反馈控制? 简述控制系统的类型号和开环增益对系统稳态误差的影响。 试比较串联反馈校正和并联反馈校正的异同。 试写出典型 PD 校正环节和超前校正环节的传递函数,并比较二者异同。 系统的稳定性判据,有劳斯法、根轨迹法和奈氏判据,试说明他们的核心思 想,他们之间有何联系和差异。
            1/3

            6. 状态空间法描述系统与微分方程描述系统有何异同?

            三.计算题 1.(11 分)已知单位反馈系统的开环传递函数为 G( s) ?
            K 。要求系 s( s ? 1)(0.5s ? 1)

            统的闭环极点有一对共轭复数极点,其阻尼比为 ? ? 0.5 。 1)试确定开环增益 K 和此时的系统闭环传递函数(5 分) 2)估算系统的超调量和调节时间。 分) (6

            2.(11)已知单位反馈控制系统的开环传递函数 Go ( s) ?

            K 。 s( s ? 7 s ? 17)
            2

            1)确定系统产生自振荡 K 的取值,并求出振荡频率; (5 分) 2)若要求闭环极点全部位于垂线 s ? ?1 的左侧,求 K 的取值范围。 分) (6

            3.(10 分)设单位反馈系统的开环传递函数为 Go ( s ) ?

            10 ,试设计一串联 s ( s ? 2)

            校正装置,使系统满足:1)相角裕度 ? ? 45? ;2)幅值裕度 h(dB) ? 10dB 。3) 谈谈该校正装置的实现思路。 4.(15 分)如图所示系统,写出以 x1 , x2 , x3 为状态变量, y 为输出变量时,系统 的状态空间表达式(7 分) ,并判断系统的可控性与可观性 (8 分) 。

            2

            u

            1 s ?1
            x3

            x1

            1 s?2

            x2

            y

            1 s?3

            5 (20 分)如下图所示,为温度自动控制系统结构示意图,请绘出该系统的系
            2/3

            统功能框图(5 分) ,并指出该系统的被控对象,执行器,反馈测量各在何处? (5 分) ,被控对象的数学模型如何确定?(10 分)

            6(5 分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为. G ( s ) ?

            k s( s ? 1)( s ? 2) ,

            请判断下面 4 幅图,其中那些是该系统随 k 变化的根轨迹。
            A
            B

            ?2

            ?1

            0

            ?2

            ?1

            0

            C

            D

            ?2

            ?1

            0

            ?2

            ?1

            0

            3/3


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