1、简答题
1、控制系统的基本要求。 1）、简述闭环控制系统的组成。
测量元件，给定元件，比较元件，放大元件，执行元件，校正元件
2）、非最小相位系统有何特点，与最小相位系统的区别是什么？
第二题 在复平面【s】右半平面没有极点和零点的传递函数称为最小相位传递函数，反之，在【s】右半平面有极点和零点的传递函数称为非最小相位传递函数。具有最小相位传递函数的系统统称为最小相位系统，反之，具有非最小相位传递函数的系统称为最小相位系统
3）、简述系统串联滞后校正网络的校正原理。
此滞后校正环节是一个低通滤波器，因为当频率高于1/T时，增益全部下降20lgb(db)，而相位减小不多。如果把这段频率范围的增益提高到原来的增益直，当然低频段的增益就提高了。
4）、简述系统超前校正网络的校正原理
在对数幅频特性曲线上有20db/dec段存在，故加大了系统的剪切频率Wc、谐振频率Wr与截止频率Wb，其结果是加大了系统的带宽，加快了系统的响应速度；又由于相位超前，还可能加大相位裕度，结果是增加了系统相位稳定性。
5）、减小或消除系统稳态误差的措施主要有哪些？
1：增大系统开环增益或扰动之前系统的前向通道增益 2：在系统的前向通道或主反馈通道设置串联积分环节 3：采用串级控制抑制内回路扰动。
6）、简要说明比例积分微分PID控制规律中P、I和D的作用
(1)比例系数Kp直接决定控制作用的强弱，加大Kp可以减小系统的稳定误差，提高系统的动态响应速度，但Kp过大会使动态质量变坏，引起被控制量震荡甚至导致闭环系统不稳定
(2)在比例的调节的基础上加上积分控制可以消除系统的稳态误差，因为只要存在偏差，它的积分所产生的控制量总是用来消除稳态误差，直到积分的直为零，控制作用才停止
(3)微分的控制作用是跟偏差的变化速度有关。 2.已知控制系统的结构图如下图所示，求：
R(s) E(s) - - 4s(s?2)C(s) a s
（1） 当不存在速度反馈(a?0)时， 试确定单位阶跃输入动态响应过程的
tr，ts和?%。
（1）a=0时，G?s??44，??s??2，所以??0.5,?n?2
s?s?2?s?2s?4????tr??n1??2 ，tp??n1??2，
?%?e???1??2
（2）确定??0.7时的速度反馈常数a值， 并确定r(t)ess。
?t时系统的稳态误差
4s?s?2??4as4考虑内反馈时，??s?? ?24s??2?4a?s?41?s?s?2??4as??0.7，所以2?4a?4?4G?s??s?s?2.8?3.如图所示系统，G1??a?0.2
12.8?ess???0.7
Kp432，G2?
s?s?3?s?2N?s?R?s?E?s?C?s?G1?s?G2?s?
（1）判断系统的稳定性；
（2）求静态误差系数kp，kv，ka；
（3）当系统输入为r(t)??3?0.2t?g1?t?，求系统的稳态误差；
（4）若系统的干扰为n(t)?0.11g?t?，求系统在输入和干扰共同作用下的稳态误差。
（1）??s??G1?s?G2?s?6?3 21?G1?s?G2?s?s?5s?6s?6有劳斯表，可判定第一列均大于0，所以系统稳定。
Kp?limG1?s?G2?s???s?0（2）Kv?limsG1?s?G2?s??1s?0
2Ka?limsG1?s?G2?s??0s?0（3）ess?ess1?ess2?0?0.2?0.2 Kvess?essr?essn（4）
?3?s?2?0.1essn?limsgEn?s??limsgg??0.1s?0s?0ss?s?2??s?3??6 ?ess?essr?essn?0.2?0.1?0.1
G1(s)R(s)G2(s)G3(s)G4(s)C(s)4. 已知系统结构图如下图所示，化简系统结构图，求出系统的传递函数C(s)/R(s)。
5.化简系统结构框图，并求C?s?R?s?和C?s?N?s?。
N?s?G3?s?R?s?G1?s?G2?s?C?s?H1?s?
N?s?G2?s?R?s?G2?s?G4?s?C?s?G3?s?
6、求下图所示系统的传递函数U0?s?Ui?s?。
R2C2RR10Ui?s?KU0?s?CR2C21R1Ui?s?KU0?s?
7、求下图力学模型的传递函数??s?。xi?t?为输入位移，
xo?t?为输出位移。
xif1K1f2K2xo
8、已知单位反馈的最小相位系统，其开环对数幅频特性如下图所示，试求
（1）开环传递函数；
（2）计算系统的相位裕度，并判断系统的稳定性；
（3）若将其对数频率特性曲线向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。（华南理工考试题）
K解：（1）设G?s??，由图可知，T1?10,T2?0.05
s?T1s?1??T2s?1?20lgk??0db,Q??10?k=10
10传递函数为G?s??
s?10s?1??0.05s?1?（2）Q10?cg100??1g?0.05?c??12c2?1??c?1 （近似计算）
??180o??G?j?c??180o???90o?arctan10?c?arctan0.05?c??2.91o
机械控制工程基础练习题考试题及其答案
