东北大学2010-2011学年自动控制原理期末考试题(DOC)

2010-2011学年第一学期试题草稿

分AB卷

一、问答题(共2题,每题5分,共10分)

(1)问:自动控制系统性能指标有哪些?性能指标的基本要求是什么?

答:略

(2)问:影响系统稳态误差的因素有哪些?如何减小系统的稳态误差。 答:略

(3)问:什么是校正装置?其作用是什么? 答:略

(4)简述香农采用定理,并说明香农采样定理的意义和作用。 答:略 二、(本题1题,共12分) 1、求图示系统的传递函数。

解:

WB?s??W2W3W4?W1?W5?H1WW15?

?1?H1W1??1?H3W2W3?W2H2??W2W3W4H4?W1?W5?WW15H1?

2、求图示RC电路以ur为输入、uc为输出的传递函数

解:

R1R2C1C2s2?(R1C1?R2C2)s?1W(s)? 2R1R2C1C2s?(R1C1?R2C2?R1C2)s?1

三、(本题1题,共10分)

1、一闭环反馈控制系统的动态结构图如图所示。

1

(1)试求当?%?20%,ts?5%??1.8s时,系统的参数K1及?值。

(2)试求上述系统的位置稳态误差系数Kp、速度稳态误差系数Kv、加速度稳态误差系数Ka及其相应的稳态误差。

解:

(1) 系统开环传递函数为

K1K1s2WK(s)???K1?ss(s?K1?)1?2s1??1?s??s?1??K1?

与标准型相对比,得

???n2?K1??2??n?K1? ?1?KK= ?? 由?%?20%,得

???ln0.2??(ln0.2)22?0.46

由ts?5%??1.8,得

?n?所以

3?3.65 ?ts?K1?13.32K?13.32?? ?1 即???0.25

???0.25?K?4?K(2)由WK可知该系统为?型系统,由表3-1并根据稳态误差与稳态误差系数之间的关系,得

ep(?)?0, Kp??

ev(?)?1?0.25, Kv?4 KK2

ea(?)??, Ka?0

2、系统结构图如图所示,其超调量?%?16%,峰值时间

tm?1s。

(1)试确定参数K和?;

(2)计算输入r(t)?1.5t时的稳态误差ess。 解:

系统开环传函为WK(s)?K

s(s?1?10?)10K 2s?(1?10?)s?10K系统闭环传函为WB(s)?(1)令

???1??2?%?etp??100%?16%

2n?1???2?1

解得,??0.5,?n?3.328 又因

210K??n?13.16

21?10??2??n?3.628

可得,K?1.316,??0.2627

(2)从前面可得,系统开环增益为

10KKK??3.628,系统为Ⅰ型系统,因此

1?10?当r(t)?1.5t时,利用稳态误差系数可知

ess?

3

1.5?0.4135 3.628

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