20年7月考试自动控制原理A王建辉考核作业参考答案.doc
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东北大学继续教育学院
自动控制原理试卷(作业考核线上2)A卷(共3页)
总分
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
得分
一、(30分)回答下列各题
1、自动控制系统由哪些基本环节组成?
各环节的功能是什么?
(10分)
答:
(1)控制对象或调节对象——要进行控制的设备或过程。
(2)执行机构—— 一般由传动装置和调节机构组成。
执行机构直接作用于控制对象,使被控制量达到所要求的数值。
(3)检测装置或传感器—— 该装置用来检测被控制量,并将其转换为与给定量相同的物理量。
(4)给定环节—— 设定被控制量的给定值的装置。
(5)比较环节—— 将所检测的被控制量与给定量进行比较,确定两者之间的偏差量。
(6)中间环节—— 一般包括比较环节和校正环节。
2、传递函数适合哪类控制系统?
如何定义?
(10分)
答:
传递函数适合线性连续系统。
其定义为:
零初始条件下,输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。
3、通常有哪几种减小稳态误差的途径?
(10分)
答:
减小稳态误差的途径:
增大系统的开环放大系数 ;提高开环传递函数中的串联积分环节的阶次N;采用补偿的方法——复合控制或前馈控制。
二、(20分)已知系统结构如图1所示,试化简结构图,并求出系统的开环传递函数和闭环传递函数以及误差传递函数。
图1
解:
开环传递函数
闭环传递函数
误差传递函数
三、(20分)已知一单位负反馈控制系统的开环传递函数为
,其单位阶跃响应曲线如图2所示,图中的,。
试确定系统参数及值。
图2
解
由图2可知
解得
本系统的开环传递函数整理为
与标准形式相对比
得
解得
四、(20分)试绘制下列环节的对数频率特性。
(1)
(2)
解:
(1)
交接频率为,。
对数幅频特性分为三段:
,高度为的水平线;
,特性斜率为;
,特性斜率为。
相应的对数频率特性绘于图10-1。
图10-1题10
(1)的对数频率特性
(2)
交接频率为,。
当时,,过此点可确定低频段渐近线的位置。
对数频率特性分为三段:
;
;
。
相应的对数频率特性绘于图10-2。
图10-2题10
(2)的对数频率特性
五、(10分)已知系统的开环幅相频率特性如图3所示,试判断闭环系统是否稳定。
图中为系统开环传递函数在右半平面的极点数。
P=1二型系统
(a)(b)
解:
由图3(a)知:
,,,即闭环系统有两个极点在s右半平面,所以系统不稳定;
由图3(b)知:
,,,所以系统稳定。
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自动控制原理 5
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