1、 自动控制原理 1试卷 第1页 共 3 页 一、 (一、 (15 分)分)分别用下列方法求图 1 所示系统的传递函数。 (1) 结构图等效变换; (8 分) (2) 梅逊公式。 (7 分) sG1 sG3 sG2 sG4 sH2 sH1 sH3 sR sC 图 1 二、 (二、 (15 分)分)已知二阶系统在单位阶跃信号输入下的最大超调量0.15pM,调整时间6 (5%)sts。 (1) 确定系统的阻尼比; (5 分) (2) 求系统的开环传递函数; (5 分) (3) 给出减小超调量的方法并说出理由。 (5 分) 三、 (三、 (15 分)分)一单位反馈系统如下图 2 所示, 其中 Gc(s
2、)=1, (1) 判断闭环系统的稳定性; (10 分) (2) 求单位阶跃输入时的稳态误差。(5 分) 图 2 四、 (四、 (15 分)分)已知系统开环传递函数为(12)( )( )(1)(2)(10)K sG s H ssss, (1) 绘制系统根轨迹; (8 分) (2) 当 s1,2-110 j时,求系统其它闭环极点和相应根轨迹增益;(5 分) (3) 是否存在主导极点? (2 分) R(s) C(s) )(sGc)10)(5(20sss 自动控制原理 1试卷 第2页 共 3 页 五、 (五、 (15 分)分)画出250()()(2)()25)G jH jjjj的奈氏图, (10 分)
3、 判断其闭环系统的稳定性。 (5 分) 六、 (六、 (15 分)分)已知最小相位开环系统的渐近对数幅频特性如图 3 所示,试求 (1) 写出系统的开环传递函数; (5 分) (2) 求相稳定裕度 和剪切频率cw ;(6 分) (3) 判断系统的稳定性。 (4 分) 图 3 七、 (七、 (20 分)已知一采样系统如分)已知一采样系统如图 4 所示,其中采样时间 T=1s。试求: (1) 开环脉冲传递函数( )( )C zE z; (6 分) (2) 闭环脉冲传递函数( )( )C zR z; (6 分) (3) 闭环系统稳定的 k 值范围。 (8 分) 2 40 -20 -40 -40d B
4、/dec wc 26 1 4 20 db wT ( )C s( )R s ( )E s seTs1图 4 (2)Ks s . 自动控制原理 1试卷 第3页 共 3 页 八、 (八、 (20 分)分) 已知系统的状态空间表达式为: 112201056120 xxuxxyx (1) 画出系统的状态图;(8分) (2) 试将状态方程化为对角标准形。(12分) 九、 (九、 (20 分)分)如图所示,车身质量:M1=1500kg, 簧下质量:M2=320kg,悬架弹簧刚度:Ks=10000N/m, 悬架阻尼系数:b=140000N.s/m,轮胎刚度: Kt=10Ks,已经设计了状态反馈控制器uKx, 可将系统极点配置在55 , 55 , 25, 100 ii, 状态表达式如下, (1) 判断系统能控性;(10分) (2) 求系统在路面w=10cm阶跃输入时的超调量; (5分) (3) 求系统调整时间(稳态误差2%) 。 (5分) 【完】 xAxBUyCx111112212222010000/ M/ M/ M/ M1/ M0,000100/ M/ M()/ M/ M1/ M/ MsssstkbkbABkbkkbkT10,10CuUw