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自动控制理论期末试题

班级 姓名 学号----------------------------装--------------------------订----------------------线-----------------------------班级 姓名 学号----------------------------装--------------------------订----------------------线-----------------------------班级 姓名 学号----------------------------装--------------------------订----------------------线-----------------------------班级 姓名 学号----------------------------装--------------------------订----------------------线-----------------------------班级 姓名 学号----------------------------装--------------------------订----------------------线-----------------------------(b )在单位斜坡输入下的稳态误差rad e ss 151<; (c )截止频率s rad /5.7≥ω。

要求:(1)作出校正前后的对数幅频特性; (2)计算待校正系统的稳定裕度;)(15111rad K K e ss <==υ,则有)(151->s K ,取16=K (大于15均可) 待校正系统的开环传递函数为)1(16)(+=s s s G (4分)校正前Bode 图 (4分))/(4's rad c =ω, 04.14)(180'=+=c ωϕγ (4分)超前网络传递函数为:sss G c 038.01469.01)(36.12++=(4分)校正后Bode 图 (2分) 验算 (2分)。

(本题20分)设单位反馈控制系统开环传递函数:)1()(+=s s Ks G ,试设计一串联校正装置,使系统满足如下指标: (a )相角裕度45≥γ;(b )在单位斜坡输入下的稳态误差rad e ss 1.0<; (c )截止频率s rad /4.4≥ω; (d )幅值裕度dB h 10≥。

要求:(1)作出校正前后的对数幅频特性; (2)计算待校正系统的稳定裕度;)(10111rad K K e ss <==υ,则有)(101->s K ,取10=K (大于10均可) 待校正系统的开环传递函数为)1(10)(+=s s s G (4分)校正前Bode 图 (4分))/(1.3's rad c =ω, 9.17)(180'=+=c ωϕγ (4分)超前网络传递函数为:sss G c 114.01456.01)(4++=(4分)校正后Bode 图 (2分) 验算 (2分) 习题6-4(本题20分)设单位反馈控制系统开环传递函数:)12.0)(11.0()(++=S s s Ks G ,试设计串联滞后校正装置,使系统满足如下指标: (a )相角裕度40≥γ;(b )静态速度误差系数130-=s K v ;(c )截止频率s rad /3.2≥ω;(d )幅值裕度dB h 10≥ 要求:(1)作出校正前后的对数幅频特性;(2)计算待校正系统的稳定裕度; 由于)(30)(1-→===s K s sG Lim K s v待校正系统的开环传递函数为)12.0)(11.0(30)(++=s s s s G (4分)校正前Bode 图 (4分))/(12's rad c =ω, 6.27)(180'-=+=c ωϕγ (4分)滞后网络传递函数为:sss G c 4117.31)(++=(4分)校正后Bode 图 (2分) 验算 (2分) 习题6-4(2)(参数变化)(第五版习题6-4(2)) (本题20分)设单位反馈控制系统的开环传递函数:)10625.0)(12.0(40)(++=s s s s G ,若要求校正后的相角裕度50≥γ,幅值裕度大于dB 15,试设计串联滞后校正装置。

要求: (1)绘制校正前后的对数幅频渐近特性曲线;班级 姓名 学号----------------------------装--------------------------订----------------------线-----------------------------班级 姓名 学号----------------------------装--------------------------订----------------------线-----------------------------(本题20分)设单位反馈控制系统的开环传递函数:)10625.0)(12.0(40)(++=s s s s G ,若要求校正后的相角裕度40≥γ,幅值裕度大于dB 15,试设计串联滞后校正装置。

要求: (1)绘制校正前后的对数幅频渐近特性曲线; (2)计算待校正系统的稳定裕度;(3)验算性能指标。

(注:待校正系统相频特性局部图见附录)校正前Bode 图 (5分))/(14.14's rad c =ω, 99.21)(180'-=+=c ωϕγ (3分) 滞后网络传递函数为:ss s G c 06.39112.31)(++= (6分)校正后Bode 图 (3分)验算 (3分) (2分) 例6-4(本题20分)设单位反馈控制系统的开环传递函数:)12.0)(11.0(30)(++=s s s s G ,若要求校正后的相角裕度30"≥γ,幅值裕度大于dB 10,截止频率不小于s rad /7.2,试设计串联滞后校正装置。

要求:(1)绘制校正前后的对数幅频渐近特性曲线; (2)计算待校正系统的稳定裕度; (3)验算性能指标。

(注:待校正系统相频特性局部图见附录)校正前Bode 图低频段:dB K 3030lg 20lg 20,1===ν,斜率dec dB k /20-=, 通过点)30,1()30lg 20,1(dB =各交接频率及斜率变化值:51=ω,斜率减小dec dB /20,102=ω,斜率减小dec dB /20 (6分),校正前sec/77.9:sec,/47.11,0)10lg (lg 60)5lg 10(lg 40)1lg 5(lg 2030lg 20'''rad Matlab rad cc c ===------ωωω6.27'-=γ(6分)根据 30"≥γ和 6)("-=cc ωϕ估算,查待校正系统相频特性局部图可得s rad c /5.3"=ω 故s rad s rad c/5.3/7.2"≤≤ω,取s rad c /3"=ω 滞后网络传递函数为:sss G c 4117.31)(++=(4分)校正后Bode 图 (2分)验算:2.5)("-=c c ωϕ,满足要求。

(2分)班级 姓名 学号----------------------------装--------------------------订----------------------线-----------------------------10-210-110101102-80-60-40-20020406080校正装置校正前校正后(本题20分)设单位反馈控制系统的开环传递函数:)12.0)(11.0(30)(++=s s s s G ,若要求校正后的相角裕度35≥γ,幅值裕度大于dB 10,截止频率不小于s rad /5.2,试设计串联滞后校正装置。

要求:(1)绘制校正前后的对数幅频渐近特性曲线; (2)计算待校正系统的稳定裕度; (3)验算性能指标。

(注:待校正系统相频特性局部图见附录)校正前Bode 图低频段:dB K 3030lg 20lg 20,1===ν,斜率dec dB k /20-=,通过点)30,1()30lg 20,1(dB =各交接频率及斜率变化值:51=ω,斜率减小dec dB /20,102=ω,斜率减小dec dB /20 (6分),校正前sec/77.9:sec,/47.11,0)10lg (lg 60)5lg 10(lg 40)1lg 5(lg 2030lg 20'''rad Matlab rad cc c ===------ωωω6.27'-=γ(6分)根据 35"≥γ和 6)("-=cc ωϕ估算,查待校正系统相频特性局部图可得s rad c /1.3"=ω 故s rad s rad c/1.3/7.2"≤≤ω,取s rad c /3"=ω 滞后网络传递函数为:sss G c 4117.31)(++=(4分)校正后Bode 图 (2分)验算:2.5)("-=c c ωϕ,满足要求。

(2分)10-210-110101102-80-60-40-20020406080校正装置校正前校正后班级 姓名 学号----------------------------装--------------------------订----------------------线-----------------------------(本题20分)设单位反馈控制系统的开环传递函数:)12.0)(11.0(30)(++=s s s s G ,若要求校正后的相角裕度40≥γ,幅值裕度大于dB 10,截止频率不小于s rad /3.2,试设计串联滞后校正装置。

要求:(1)绘制校正前后的对数幅频渐近特性曲线; (2)计算待校正系统的稳定裕度; (3)验算性能指标。

(注:待校正系统相频特性局部图见附录)校正前Bode 图低频段:dB K 3030lg 20lg 20,1===ν,斜率dec dB k /20-=, 通过点)30,1()30lg 20,1(dB =各交接频率及斜率变化值:51=ω,斜率减小dec dB /20,102=ω,斜率减小dec dB /20 (6分),校正前sec/77.9:sec,/47.11,0)10lg (lg 60)5lg 10(lg 40)1lg 5(lg 2030lg 20'''rad Matlab rad cc c ===------ωωω6.27'-=γ(6分)根据40"≥γ和6)("-=cc ωϕ估算,查待校正系统相频特性局部图可得s rad c/7.2"=ω故s rad s rad c/7.2/3.2"≤≤ω,取s rad c /7.2"=ω 滞后网络传递函数为:sss G c 4117.31)(++=(4分)校正后Bode 图 (2分)验算:2.5)("-=c c ωϕ,满足要求。

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