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2018年武汉工程大学电气信息学院831自动控制原理考研冲刺五套模拟题(一) (2)
2018年武汉工程大学电气信息学院831自动控制原理考研冲刺五套模拟题(二) (13)
2018年武汉工程大学电气信息学院831自动控制原理考研冲刺五套模拟题(三) (22)
2018年武汉工程大学电气信息学院831自动控制原理考研冲刺五套模拟题(四) (29)
2018年武汉工程大学电气信息学院831自动控制原理考研冲刺五套模拟题(五) (36)
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第 2 页,共 45 页 2018年武汉工程大学电气信息学院831自动控制原理考研冲刺五套模拟题(一) 说明:根据本校该考试科目历年考研命题规律,结合考试侧重点和难度,精心整理编写。考研冲刺模考使用。共五套冲刺预模拟预测题,均有详细答案解析,考研冲刺必备资料。
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一、填空题
1. PID 控制器的输入一输出关系的时域表达式是_____,其相应的传递函数为_____。 【答案】
2. 线性定常离散系统稳定的充要条件是其特征根均位于_____。
【答案】单位圆内。
【解析】由于Z 变换与Laplace 变换之间的映射关系为
,T 为采样周期,在S 平面内当系统稳定时所有特征根位于左半平面,映射到z 平面中则是单位圆内,因此判断离散系统的稳定性时,只需判断其特征方程根 是否位于单位圆内。
3. 传递函数为
的环节,当时,其属于相位_校正环节,其主要是用来改善系统的_____性能。
【答案】超前动态
【解析】超前校正装置为,超前校正装置可改善系统的动态性能,但对提高系统的稳态精度作用不大。
4. 在反馈控制系统中,设置_____或_____可以消除或减小稳态误差。
【答案】开环增益;提升系统型次。
【解析】消除或减小稳态误差的措施:1、增大系统开环增益或扰动作用点之前系统的前向通道增益;2、在系统前向通道或主反馈通道中设置串联积分环节,即提高系统型次;3、串级控制抑制内回路扰动,适用于精度较高的系统;4、采用复合控制方法。
二、分析计算题
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第 3 页,共 45 页 5. 水箱水位自动控制系统如图所示,在任何情况下,希望水位高度h 维持不变,试说明系统的工作原理,并画出系统的原理方框图。
图 水箱水位自动控制系统的工作原理图
【答案】系统的被控对象为水箱,给定值为希望水位(与电位器设定电压相对应,此时电位器电刷位于中点位置),
被控量为水箱的实际水位
当时,电位器电刷位于中点位置,电动机不工作。当.时.浮子位置升高(或降低),
通过杠杆作用使电位器电刷从中点位置下移(或上移),给电动机提供一定的工作电压,驱动电动机通过减速器使进水开关的开度减小(或増大),使水箱水位达到希望值
系统的原理方框图如图所示。
图 水位自动控制系统的工作原理方框图
6. 图1是水位控制系统的示意图,图中分别为进水流量和出水流量。控制的目的是保持水位为一定的高度。试说明该系统的工作原理并画出其方框图。
图1
【答案】当输入流量与输出流量相等时,水位的测量值和给定值相等,系统处于相对平衡状态,电动机无输出,阀门位置不变。当输出流量増加时,系统水位下降,通过浮子检测后带动电位器抽头移动,电动机获得一个正电压,通过齿轮减速器传递,使阀门打开,从而增加入水流量使水位上升,当水位回到给定值时,电动机的输入电压又会回到零,系统重新达到平衡状态。反之易然。
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图2
7. 已知某系统的开环传递函数为
(1)分析能否利用如图(a )所示的输出反馈任意配置闭环系统的特征根
;
(
2)分析能否利用如图(b )所示的状态反馈任意配置闭环系统的特征根;
(3)试分别设计输出反馈和状态反馈使系统的阻尼比为
设计状态反馈时,可选择无阻
尼自然振荡频率为 (4)比较上述两种设计方法对系统瞬态性能的影响。
图
【答案】
(1)图(a )系统的传递函数为
特征方程为
根据韦达定理可知,系统的两特征根之和为一8,故不能通过输出反馈任意配置特征根。 (2)图(b ),没有状态反馈时,系统的状态空间形式为
系统的能控性矩阵为
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