浙江大学控制系自动控制原理近年考研题分章集锦(四)
(第五章:频域分析部分)
2005年
7.(10分)
最小相位系统G0(S) 的对数渐近幅频特性如图7实线所示。采用串联校正后,
系统的开环对数渐近幅频特性如图7虚线所示,要求:
① 写出G0(S) 的传递函数;
② 写出串联校正环节GC(S)的传递函数。
图7
解,
8.(10分)
某系统的耐奎斯特曲线如图8所示,开环传递函数在S右半平面有一个极点判断闭环系统的稳定性。
解,N= Z-P
∵ P=1; N=-1
∴ Z=0 系统稳定。
2004年六.(10分/150分)某系统的单位阶跃响应为,试求系统的频率特性。
解,系统的频率特性为
2003年
4.(10分/150分)已知单位反馈系统的开环传递函数为(―化工版习题集P134例5-2(2))
,试绘制对数幅频特性渐近线解:
5.(10分/150分)考虑下图所示闭环系统及相应Nyquist轨线图,试确定系统稳定性与k值关系。
解:P=1
N=Z-P
所以:Z=0的充要条件N=1(反时针包围-1+j0 -圈)
K>1-----------------系统稳定
K=1-----------------系统处于临界
K<1-----------------系统不稳定
2002年
4.(10分/70分) 设单位反馈控制系统的对数幅值曲线如图所示,试推导系统的前向通道的传递函数,并确定系统的增益K值。
解:参见1996年第三(2)题图及解题步骤,因为是单位反馈,故所得到的系统开环传递函数即为前向通道的传递函数(即H(s)=1)
2001年
4.(10分/70分)已知系统开环频率特性为:,其奈魁斯特图如图所示,试分析K值与系统稳定性的关系。
解:
根据奈魁斯特稳定判据,可对K值与系统稳定性的关系作如下讨论:
当 K>1时,P=1,N=-1,Z=N+P=0,系统稳定
K=1时,过(-1,j0)点,系统处于临界稳定
K<1时,P=1,N=+1,Z=N+P=2,系统不稳定
2000年
4.(10分/70分)系统的对数幅频特性如图所示,据此写出该系统相应的传递函数。
解:
所以,系统的传递函数:
1999年三.(10分/70分)系统结构图如图1所示,其奈魁斯特曲线如图2所示。试用奈氏判据判别其稳定性。
解:
显见,系统开环传递函数的极点均在S左半平面(没有不稳定的极点),即P=0
又,按已知的奈魁斯特曲线,它顺时针绕(-1,j0)2次,即N=2
根据奈魁斯特稳定判据,闭环系统位于右半平面的极点数:Z=N+P=2+0=2
故可判定此系统闭环不稳定。
(第五章:频域分析部分)
2005年
7.(10分)
最小相位系统G0(S) 的对数渐近幅频特性如图7实线所示。采用串联校正后,
系统的开环对数渐近幅频特性如图7虚线所示,要求:
① 写出G0(S) 的传递函数;
② 写出串联校正环节GC(S)的传递函数。
图7
解,
8.(10分)
某系统的耐奎斯特曲线如图8所示,开环传递函数在S右半平面有一个极点判断闭环系统的稳定性。
解,N= Z-P
∵ P=1; N=-1
∴ Z=0 系统稳定。
2004年六.(10分/150分)某系统的单位阶跃响应为,试求系统的频率特性。
解,系统的频率特性为
2003年
4.(10分/150分)已知单位反馈系统的开环传递函数为(―化工版习题集P134例5-2(2))
,试绘制对数幅频特性渐近线解:
5.(10分/150分)考虑下图所示闭环系统及相应Nyquist轨线图,试确定系统稳定性与k值关系。
解:P=1
N=Z-P
所以:Z=0的充要条件N=1(反时针包围-1+j0 -圈)
K>1-----------------系统稳定
K=1-----------------系统处于临界
K<1-----------------系统不稳定
2002年
4.(10分/70分) 设单位反馈控制系统的对数幅值曲线如图所示,试推导系统的前向通道的传递函数,并确定系统的增益K值。
解:参见1996年第三(2)题图及解题步骤,因为是单位反馈,故所得到的系统开环传递函数即为前向通道的传递函数(即H(s)=1)
2001年
4.(10分/70分)已知系统开环频率特性为:,其奈魁斯特图如图所示,试分析K值与系统稳定性的关系。
解:
根据奈魁斯特稳定判据,可对K值与系统稳定性的关系作如下讨论:
当 K>1时,P=1,N=-1,Z=N+P=0,系统稳定
K=1时,过(-1,j0)点,系统处于临界稳定
K<1时,P=1,N=+1,Z=N+P=2,系统不稳定
2000年
4.(10分/70分)系统的对数幅频特性如图所示,据此写出该系统相应的传递函数。
解:
所以,系统的传递函数:
1999年三.(10分/70分)系统结构图如图1所示,其奈魁斯特曲线如图2所示。试用奈氏判据判别其稳定性。
解:
显见,系统开环传递函数的极点均在S左半平面(没有不稳定的极点),即P=0
又,按已知的奈魁斯特曲线,它顺时针绕(-1,j0)2次,即N=2
根据奈魁斯特稳定判据,闭环系统位于右半平面的极点数:Z=N+P=2+0=2
故可判定此系统闭环不稳定。