自动控制原理下册期末 九套试题(3)

四川大学期中考试试题1（开卷）

（2006——2007学年第2学期）

课程号：30323930课序号：1 课程名称：自动控制原理（1）-2 任课教师：王建 成绩： 适用专业年级：04级自动化 学生人数：63 印题份数：65 学号： 姓名： 考 试 须 知 四川大学学生参加由学校组织或由学校承办的各级各类考试，必须严格执行《四川大学考试工作管理办法》和《四川大学考场规则》。有考试违纪作弊行为的，一律按照《四川大学学生考试违纪作弊处罚条例》进行处理。 四川大学各级各类考试的监考人员，必须严格执行《四川大学考试工作管理办法》、《四川大学考场规则》和《四川大学监考人员职责》。有违反学校有关规定的，严格按照《四川大学教学事故认定及处理办法》进行处理。 一 （25分）简答题 1. 简述控制系统开环对数幅频曲线的低、中、高频段形态与系统稳态、暂态及抗干扰能力之间的关系。 2. 3. 4. 5. 简述迟后校正装置在串联校正中的作用。 说明控制系统状态可控性的物理意义。 简述系统的极点与传递函数极点之间的关系，何时两者完全相等？ 请问传递函数矩阵的状态空间实现是唯一的吗？ 二 （20分） 设线性定常系统的状态空间方程为 ?ab??1????xx?u????cd??1? y??10?x1. 写出其特征方程，确定系统状态渐进稳定时a、b、c、d条件。 2. 分别确定状态完全可观和完全可控时a、b、c、d应满足的条件。 三 （25分） 设单位反馈系统的受控对象传递函数为Go(s)和串联校正装置传递函数Gc(s)均为最小相位，对数幅频曲线如图。 1. 绘制校正后系统的开环对数渐进曲线，写出其开环传递函数； 2. 定性分析校正装置对系统稳态、暂态及抗干扰力的影响。 注：1试题字迹务必清晰，书写工整。 本题 2 页，本页为第 1 页 2 题间不留空，一般应题卷分开 教务处试题编号： 3务必用A4纸打印

学号： 姓名 L(?)L(GO)LOLC?20dB/dec20?20L(GC)?O3?C2?C3?C1?O1??O2?C4?40?60 四 （25分） 已知受控系统的状态空间模型如下： ?-100??0????020?x??1?ux???? ???003???2??y??010?x五 六 七 五 问： 该系统是否稳定？是否能够通过输出到参考输入的反馈将其镇定？说明你的理由？ 该系统是否满足状态反馈的极点任意配置条件？是否满足状态观测器的设计条件？请简要说明原因。 该系统能否通过状态反馈将其闭环极点配置为{-2 -2 -1}？如果可以，请完成该系统的极点配置，并画出配置后系统的状态变量图；如果不行，请说明你的理由？ （5分） 谈一谈你对本学期教学的意见和建议。 本题 2 页，本页为第 2 页 教务处试题编号：

四川大学期中考试试题2（开卷）

（2006——2007学年第2学期）

课程号：30323930课序号：0 课程名称：自动控制原理（1）-2 任课教师：王建 成绩： 适用专业年级：04级自动化 学生人数：63 印题份数：65 学号： 姓名： 考 试 须 知 四川大学学生参加由学校组织或由学校承办的各级各类考试，必须严格执行《四川大学考试工作管理办法》和《四川大学考场规则》。有考试违纪作弊行为的，一律按照《四川大学学生考试违纪作弊处罚条例》进行处理。 四川大学各级各类考试的监考人员，必须严格执行《四川大学考试工作管理办法》、《四川大学考场规则》和《四川大学监考人员职责》。有违反学校有关规定的，严格按照《四川大学教学事故认定及处理办法》进行处理。 六 （25分）简答题 1. 简述控制系统希望的开环对数幅频曲线应具有的形态。 2. 3. 4. 5. 简述超前校正装置在串联校正中的作用。 说明控制系统状态可观性的物理意义。 简述系统的极点与传递函数极点之间的关系，何时两者完全相等？ 请问传递函数矩阵的状态空间最小实现是唯一的吗？ 七 （20分） 设线性定常系统的状态空间方程为 ?ab??1????xx?u????cd??0? y??10?x1. 写出其特征方程，确定系统状态渐进稳定时a、b、c、d条件。 2. 分别确定该系统状态是否能够完全可观和完全可控。 八 （25分） 设单位反馈系统的受控对象传递函数为Go(s)和串联校正装置传递函数Gc(s)均为最小相位，对数幅频曲线如图。 1. 绘制校正后系统的开环对数渐进曲线，写出其开环传递函数； 2. 定性分析校正前后系统稳态、暂态及抗干扰性能的变化。 注：1试题字迹务必清晰，书写工整。 本题 2 页，本页为第 1 页 2 题间不留空，一般应题卷分开 教务处试题编号： 3务必用A4纸打印

学号： 姓名 L(?)L(GO)LOLC?20dB/decL(GC)?2020?C2?C3?O3??C1?O1?O2?C4?40?60 九 （25分） 已知受控系统的状态空间模型如下： ?-100??1????0-20?x??0?ux???? ???003???-2??y??010?x问： 5. 该系统是否稳定？能否通过输出到参考输入的反馈将其镇定？说明你的理由？ 6. 该系统是否满足状态反馈的极点任意配置条件？是否满足状态观测器的设计条件？请简要说明原因。 7. 该系统能否通过状态反馈将其闭环极点配置为{-2 -2 -1}？如果可以，请完成该系统的极点配置，并画出配置后系统的状态变量图；如果不行，请说明你的理由？ 十 （5分） 谈一谈你对本学期教学的意见和建议。 本题 2 页，本页为第 2 页 教务处试题编号：

2008—2009学年第2学期自动控制原理1-2 A

期末考试参考答案及评分标准

课程号：30323930课序号：0，1任课教师：王建 赵曜 适用专业年级：06级自动化等 一. (25分) 已知某反馈控制系统校正前的开环频率特性（最小相位系统）如图1中实线所示，串联校正装

置的频率特性如图1中虚线所示，试解答下列问题：

1. 2. 3.

（5分）判断所采用的是什么校正方式；

（10分）求出校正前系统的开环传递函数G0(s)和串联校正装置的传递函数Gc(s)； （10分）估算校正后系统的幅值穿越频率?c和相角裕量?。

L(?)/dB -20dB/dec 20 0

20dB/dec 1 -40dB/dec 100 ? 图1 开环频率特性和校正装置的伯德图

解：1. 是超前校正 5分 2. ?20lgK???1?20,?K?10

10 ， 5分

s(s?1)?s?1 ； 5分

0.01s?1校正前系统的开环的传递函数为 G0(s)?校正装置的传递函数为 Gc(s)??Ts?1Ts?13. 校正后的开环传递函数为 Gk(s)?GcG0?10，

s(0.01s?1)?20lg10?c?0,??c?10 5分

?c?10所对应的相角为 ?(10)??90??tg?10.1??90??5.7???95.7?，

∴ 相角裕量 ??180??95.7??84.3? 5分

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