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2006-2007(1)《自动控制原理》A卷参考答案及评分标准

时间:2013-03-07


线此过得不题答生考
········ ········ · ····· · ······ ········ ········ ······ · ······ ······ ······· ········ ········ ······ ······

课程代号:031312

三、计算题 (15 分)
解: Gk ( s) ?

潍坊学院 2006-2007 学年第一学期期末考试
封 密

《自动控制原理》试卷(A卷)标准答案与评分标准
一、简答题: (每题 5 分,共 20 分)

线 学名级年专 号 级

1、有以下三种: 1. 解析法:机理明确,应用面广,但需要对象特性清晰 2. 实验法:不需要对象特性清晰,只要有输入输出数据即可, 院 但适用面受限 3. 以上两种方法的结合 通常是机理分析确定结构,实验测试法确定参数,发挥了各自的优点,克 姓班业系 服了相应的缺点 (5分) 订 装 2、 超前校正。可以提高系统的快速性,改善稳定性。 (5 分)
。 ` 1 3、 K g ? , ?G ( jw g ) H ( jw g ) ? ?180 | G ( jwg ) H ( jwg ) |

K s ? (2 ? Kτ ) s C ( s) K ? 2 R( s) s ? (2 ? Kτ ) s ? K 2 ? K? ess ? ? 0.25 , K ?n ? K , 2?? n ? 2 ? K?
2

(4 分) (4 分)

(4 分) (3 分)

K ? 31.36 , ? ? 0.186

综合上面的式子,得

四、绘制根轨迹(20 分)
解:开环传递函数: G ( s ) ?

·· ···· ·· ·· ····· · · · ··· ·· · ··· · · ·· ···· ·· ·· ····· · · ··· ·· · ·· ··· · · ··· ·· · ··· ·· · ·· ···· ·· ·· ····· · ······ ······

K s(0.2s ? 1)(0.5s ? 2)

(5 分)

线

?(wc ) ? 180 ? ?G( jwc ) H ( jwc ),



| G( jwc ) H ( jwc ) |? 1 (5 分)

1. n=3:P1=0、P2=-2 、P3=-5 ;m=0 2. 实轴区段:0→ -2; -5→ -∞ 3. ? a ?

4、 既有前项通道,又有反馈通道,输出信号对输入信号有影响。存在系 统稳定性问题。 (例子任意) (5 分)

0 ? (?2) ? (?5) ? ?2.33 ; 3?0

?a ?

(2k ? 1)? ? ? ? ,? 3?0 3

4. 分离点,分离角

二、化简题(第一小题 12 分,第二小题 8 分,共 20 分)
1、 (12 分)

1 1 1 ? ? ?0 d ?0 d ?2 d ?5
(6 分)

?

3d 2 ? 14 d ? 10 ? 0
; d2 不 在 根 轨 迹 上 ( 舍 去 ) ,

G1G2 G3G4 C(s) ? R( s) 1 ? G1G2 ? G2 G3 ? G3G4 ? G1G2 G3G4 1 ? G2 G3 ? G3G4 E ( s) ? R( s) 1 ? G1G2 ? G2 G3 ? G3G4 ? G1G2 G3G4
2、 分)图中有 1 条前向通路,3 个回路,有 1 对互不接触回路 (8

解 得 d1 ? ?0.88; d 2 ? ?3.79

? d ? ?900
(6 分) (2 分) 5. 虚轴交点 ? : 系统闭环特征方程为: s(s ? 7s ? 10) ? 10K ? 0
2

P ? G2G3G4, ?1 ? 1 , 1
P2 ? G1G4, ? 2 ? 1,
(4 分) ( 2 分)

展开得: s ? 7 s ? 10s ? 10K ? 0
3 2

令 s ? j? 有 ?

2 ? ?10K ? 7? ? 0

G1G4 ? G2 G3G4 C ( s) ? R( s) 1 ? G3G5 ? G2 G3G4

?10? ? ? 3 ? 0 ?

解得: ? ? 0 、K=0 及 ? ? ?3.16 、K=7 。 以上步骤得 10 分
第 1 页 共 2 页

j j3.16

2. 闭环稳定性:

(10 分) ········ ········ ····· · ·· ····· ······ ······· ········ ········ ··· ··· ···· ··· ········ ········ ······· ········

对数幅频斜率都不超过-40,故在 20lg G ? 0 的范围内, ? (? ) 对-π 无穿越,又有 P=0,系统闭环稳定。



线

1 0.5 -5 -2 0 -1

订 学姓班年专系 号 名级级业

·· ···· ·· ·· ····· · ··· ·· · · · · ··· · · ··· ·· · ··· ·· · ········ ········ · ·· · ·· · ·· · ·· · ·· ···· ·· ·· ····· · ······· ········

密院

线

画图得 5 分

封 此得题生 线

五、综合分析(25 分)
1. 对数幅频及相频曲线见下图
?G

过不答

(15 分)

20lg G (dB)
[-40] [-20]

40


20

[-40]
0 0.01 0.1 1 10

ω rad/s

?? 2


? 3? 2

答 题图 5
第 2 页 共 2 页


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