自動控制原理試題B答案及評分標準

2022-05-21 18:30:02 字數 1295 閱讀 6861

一.試求圖示系統的輸出z變換c(z).(20分)(a)(b)各10分

解: 本題(a),(b)各10分,輸出表示式寫的完全正確得20分,前項通道或反饋迴路列寫有錯根據情況扣分,從離散方程入手寫的,若出現錯誤根據情況適當扣分。

二.閉環離散系統如圖所示,其中取樣週期t=1s,(20分)

1.試求系統的開環脈衝傳遞函式g(z);(8分)

2.求系統的閉環脈衝傳遞函式;(5分)

3.確定系統穩定時k的取值範圍。(7分)

本題20分,由系統結構圖正確求出系統的開環脈衝傳遞函式得8分,列寫出求取式計算有錯,可適當扣2-3分,並且不影響下面幾問的得分;由開環脈衝傳遞函式正確求的系統的閉環脈衝傳遞函式得5分;系統判穩進行了二次線性變換(雙線性變換)得4分,判斷正確得3分,資料計算不夠正確可不扣分,前面計算錯,只要概念清楚,方法正確不影響後面得分。

三. 設單位反饋線性離散系統如圖所示,其中t=1秒,試求取在等速度輸入訊號r(t)=1作用下,能使給定系統成為最少拍系統的數字控制器的脈衝傳遞函式d(z)。(20分)

本題20分,正確求出原系統的開環脈衝傳遞函式得8分,知道有零階保持器時脈衝傳遞函式的求取,求取公式正確計算錯扣1-2分,其它錯誤根據情況適當扣分;從穩定性及可實現性入手正確分析確定系統閉環脈衝傳遞函式得7分,論述不夠全面,但選取正確也可得7分,部分敘述正確或考慮不完整得4-6分;最少拍控制器求取正確得5分,公式正確計算有錯適當扣分。

四.設非線性系統如圖所示,(20分)

1. 試用解析法在平面繪製相軌跡;(15分)

2. 求出相軌跡與座標軸交點的值;(3分)

3.說明系統奇點的型別。(2分)

系統響應為等幅振盪,臨界狀態,相軌跡為橢圓,對應的奇點為中心點。

本題20分,採用解析法正確畫出系統的相軌跡圖得15分,其中根據系統結構圖寫出系統線性和非線性部分的微分方程得5分,分割槽寫出相軌跡方程得5分,畫出系統相軌跡圖得5分,中間計算有錯導致後面相軌跡圖錯,根據情況適當扣分;說明系統運動狀態,判斷系統穩定性得3分;正確說明系統奇點型別得2分。

五.非線性系統如圖所示,(20分)

1. 試用描述函式法分析非線性系統的穩定性;(12分)

2. 若存在自持振盪,求振盪頻率和振幅。(8分)

(注:非線性環節的描述函式)

本題20分,第一問12分,求出系統線性部分的頻率特性和系統的nyquist曲線得6分,頻率特性求取正確,nyquist曲線繪製有誤根據情況適當扣分,畫出系統非線性部分的描述函式負倒曲線得6分,畫圖不正確適當扣分;分析兩條曲線相交產生自持振盪得4分,正確求出振盪頻率和振盪幅值得4分,分析正確但計算有錯扣1-3分。前面錯誤導致後面錯誤只要分析正確,根據情況適當扣分,但不連鎖扣分。

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