控制工程基础期末试卷Word格式.doc
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控制工程基础期末试卷Word格式.doc
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现有三种串联校正装置,均为最小相位的,它们的对数幅频特性渐近线如图2所示。
若要使系统的稳态误差不变,而减小超调量,加快系统的动态响应速度,应选取哪种校正装置?
系统的相角裕量约增加多少?
(10分)
(a)
(b)(c)
图2
3.对任意二阶环节进行校正,如图3,如果使用PD控制器,KP,KD均为实数,是否可以实现闭环极点的任意配置?
试证明之。
图3
4.一个未知传递函数的被控系统,先未经校正,构成单位反馈闭环。
经过测试,得知闭环系统的单位阶跃响应如图4所示。
问:
(1)系统的开环低频增益K0是多少?
(5分)
(2)如果用主导极点的概念用低阶系统近似该系统,试写出其近似闭环传递函数;
(3)如果采用PI形式的串联校正,KI在什么范围内时,对原开环系统相位裕量的改变约在之间?
图4
5.已知计算机控制系统如图所示,采用数字比例控制,其中K>
0。
设采样周期T=1s
图5
(1)试求系统的闭环脉冲传递函数;
(5分)
(2)试判断系统稳定的K值范围;
(5分)
(3)当系统干扰时,试求系统由干扰引起的稳态误差。
6.针对本学期直流电动机位置伺服系统教学实验,基本原理图见图6,其中,电枢控制式直流电动机电枢电阻为1.7Ω,电感为3.7mH,反电势系数Ce为0.213V/(rad/s),力矩系数Cm为0.213Nm/A,等效到电动机轴上的总转动惯量为392×
10-6Nms2,设R2=470KΩ,α=0.9,速度调节器传递函数为6,电流调节器传递函数为,功放Kpwm=1,霍尔电流传感器传递函数为2V/A,β=0.8,测速机传递系数为24V/1000rpm,数字电位计传递系数为0.243V/rad,
(1)以upi作为输入,以x作为输出,画出系统对应的方块图,并注出每个方块输入输出端的量纲表达;
(12分)
(2)对于图6所示系统,电流调节器如果采用P校正或PI校正,该位置伺服系统型次是否改变?
速度调节器采用P校正或PI校正,该位置伺服系统型次是否改变?
试说明之;
(3)试改变位置环校正形式或参数,使当输入斜坡信号时,引起的位置误差为零;
(4)电位器β值起什么作用?
(3分)
(5)在实验时,如何测试值?
试说明其根据。
图6
参考答案:
A卷
1.解:
然后通过频率特性求出
2.解:
选择(a),相角裕量约增加35°
。
3.解:
该题闭环极点能实现任意配置。
4.解:
(1),
(2)
(3)要求,,。
5.解:
(1)系统的开环脉冲传递函数
(2)特征方程为
特征根为欲使系统稳定,需满足条件
使系统稳定的K值范围为
(3)若,则
误差脉冲传递函数
误差为
利用终值定理可以求出系统的稳态误差:
6.解:
(1)
(2)不影响主回路纯积分环节个数,型次均不变。
(3)保证系统稳定的前提下,改变位置环校正形式由P校正改为PI校正即可。
(4)β用于调节速度环反馈深度,改变反馈校正参数,使系统动态特性更好,同时防止出现饱和非线性。
(5)将位置环打开,使位置环处于开环状态,输入电压=-0.5V左右,测速机输出不饱和情况下,测量数字电位计波形如图所示。
记其斜率,位置环的速度品质系数。
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- 控制工程 基础 期末试卷