自动控制原理部分(60分,75分钟)
一、(25分)简要回答下列各问。
1.(2分)线性系统的主要特点是什么?
答:服从叠加原理
2.(2分)线性连续系统稳定的充要条件是什么?
答:系统的闭环极点具有负实部(即分布在S 左半平面)
3.(8分)什么是无差系统,减小误差的方法通常有哪些?
答:稳态误差为零的系统为无差系统。
减小误差的方法通常有3种:提高开环增益,增加开环中的积分环节个数,采用补偿的办法——复合控制。
4.(3分)用描述函数法分析非线性系统的前提条件是什么?
答:1)系统可以化为非线性部分和线性部分串联的典型结构;
2)非线性部分中的高次谐波的幅值低于基波振幅;
3)线性部分具有低通滤波特性。
5.(5分)试列出5种系统校正的方式。
答:超前、迟后、串联、反馈、前馈、复合、迟后-超前
6.(5分)试述香农采样定理(可以用公式表达)
答:2s m ωω≥,其中s ω为采样频率,m ω为对象的频带宽度。
二、(15分)求图1所示系统的传递函数()/()C s R s 、
()/()C s E s 、()/()E s R s 。
图1 题二图 答:121
()/()(1)K C s R s s s K K =+++ 12()/()(1)
K C s E s s s K =++ 221
(1)()/()(1)s s K E s R s s s K K ++=+++ 三、(20分)图2所示控制系统,当100k =时,绘制系统的开环对
数频率特性(Bode 图),计算相位裕量,判断稳定性。
图2 题三图 解:100()(1)(1)(1)(1)220220
K k
W s s s s s s s ==++++ 14.14c ω≈
()18090arctan arctan 2
20c c c ωωγω=︒-︒-- 9081.9535.60c ω≈︒-︒-︒< 故系统不稳定。