复习题
一、 填空题
1、典型二阶振荡环节,当0<0.707时,谐振频率?m与自然频率?n 的关系是 ; 2、反馈控制系统是根据给定值和__________的偏差进行调节的控制系统; 3、对自动控制系统的基本要求是 、 、 ; 4、负反馈根轨迹起始于 ;
5、当开环增益一定时,采样周期越 ,采样系统稳定性越 ; 6、串联校正装置可分为超前校正、滞后校正和__________; 7、理想继电特性的描述函数是 ;
9、对数幅频渐近特性在低频段是一条斜率为-20dB/dec的直线,则系统存在 个积分环节。
10、串联超前校正后,校正前的穿越频率ωC与校正后的穿越频率??是 。 C的关系,11、对180根轨迹,始于 。
12、当开环增益一定时,采样周期越大,采样系统稳定性越 ; 13、传递函数的定义是 。
14、二阶线性控制系统的特征多项式的系数大于零是稳定的 条件。 15、要求系统快速性和稳定性好,则闭环极点应在 附近。 16、比例微分环节G(s)=1+Ts的相频特性为A(?)=_______________。 17、线性定常系统的稳态速位置误差系数定义为 ; 18、比例微分环节G(s)=1+Ts的幅频特性为A(?)=_______________。
19、对数幅频渐近特性在低频段是一条斜率为-40dB/dec的直线,则系统有 个积分环节存在。
20、串联滞后校正后,校正前的穿越频率ωC与校正后的穿越频率??是 。 C的关系,21、对180根轨迹,实轴上根轨迹段右边开环零极点数之和应为 。 22、当采样周期一定时,加大开环增益会使离散系统的稳定性变 。 27、线性定常系统的稳态速度误差系数定义为 ;
28、零阶保持器的传递函数是 29、线性定常系统的稳态误差与 和 有关; 31、对自动控制系统的基本要求是 、 、 ; 32、要求系统快速性好,则闭环极点应距虚轴较 ;
33、当采样周期一定时,加大开环增益会使离散系统的稳定性变 ;
34、无纹波最少拍系统比有纹波最少拍系统所增加的拍数是 ; 35、实轴上根轨迹段右边开环零极点数之和应为
36、线性定常系统的稳态误差与 、 有关 37、在伯德图中反映系统动态特性的是 ;
38、对于欠阻尼的二阶系统,当阻尼比ξ 则超调量 。
00
39、线性定常系统的稳定的必要条件是 40、系统根轨迹方程式为
41、单位负反馈系统的开环传函为G(s),其闭环传函为 ; 简答
5.某负反馈系统开环传函为G(s)=K/(-Ts+1),作奈氏图,讨论其稳定性。
系统的p=1,z=1,系统不稳定。
二、计算
1、已知系统结构如图示:
①a = 0 时,确定系统的阻尼比ξ、自然频率ωn和单位阶跃作用下系统输出表式,超调量σ%及稳态误差ess 。
②当要求系统具有最佳阻尼比时确定参数a值及单位斜坡函数输入时系统的稳态误差ess。
E(s) R(s) C(s) 8- - s(s?2)- -
as
2?n28① 所以: ?n?22, ?? ?4s(s?2)s(s?2??n)h(t)?1?11??2??1??2e???ntsin(?dt??)?1?1.07e?tsin(2.65t?690)
??%?e=30.6% ess=0
82?n8s(s?2)??②G(s)?
8ass(s?2?8a)s(s?2??n)1?s(s?2)??n?22 ?a?0.25?
2.某负反馈系统,开环传函为G(s)?0.5K,试作出系统的根轨迹,并求1)系
s(s?1)(0.5s?1)统阻尼比ξ=0.5的主导极点时的K值,并估算σ%、ts 。2)临界稳定时的K值。
1. 系统三个开环极点:p1=0,p2=-1,p3=-2,无有限零点,有三条根轨迹,起于0,-1,-2,
?????/3,?终于无穷远处;渐近线方程:?a;实轴上根轨迹为:[0,-1],
???1a?[-2,-∞);分离点d:
111???0;得:d=-0.42;与虚轴的交点:由特征方程: d?1d?2dS3+3s2+2s+K=0,将s=jω代入,得:K=6,???2;得根轨迹如下: 2)??0.5时的阻尼线:??600,它与根轨迹的交点为:s???j???0.33?j0.58 第三个极点为:s1?s2?s3?p1?p2?p3??3得:s3=-2.34 所以将s1 t和s2作为主导极点,降阶的二阶系统的传函为:
?(s)?s1s20.445?2
(s?s1)(s?s2)s?0.667s?0.4451??2jω ω ?16.3%
系统的??0.5;?n?0.667所以有:?%?e???/ts?3× -2 × σ × -1 ??n?9.0s
2、解:系统开环极点为:p1=0,p2=-1,p3=-2 为根轨迹起点,三条根轨迹到无穷远处。渐近
?a??1?线为:? 00??180,?60?a 系统特征方程为:s?3s2s?K?0
32