哈 尔 滨 工 程 大 学 试 卷考试科目 : 自动控制原理 ( 一) 注意：解题要有主要步骤。一. (20 分) 计算传递函数(1) (10 分) 已知校正环节的原理图如图1 所示，已得到该校正环节的传递函数为11)()(sTsTksUsUrc，请给出 k 、的数值和用 R 及 C 表示的 T 值。( 提示：)(21)(1sURsIc；)(12)(2sUsRCsCsIc。) (2) (10分) 已知系统的方框图如图2 所示，试求闭环传递函数)()()(sRsCs。( 提示：应用信号流图及梅森公式。 ) 二. (20 分) 已知控制系统如图3 所示，(1) 确定使闭环系统具有7.0及)/(5sradn的 k 值和值；(2) 计算系统响应阶跃输入时的超调量p 和峰值时间pt ；(3) 欲使系统完全不受扰动)(tf的影响，请确定扰动补偿环节的传递函数)(bf sG。共 2 页；第 1 页三. (15 分) 稳定性判据(1)已知系统特征方程为04343234ssss，判断该系统的稳定性，若闭环系统不稳定，指出在][ S 平面右半部的极点个数。( 要有劳斯计算表 ) (2)已知下列负反馈系统的开环传递函数( 参数 k 、01T、02T) ，及其幅相曲线 ( 图 4) ，判断各闭环系统的稳定性。( 要说明理由 ) (a) )1()(sTsksG；(b) )1()1()(221sTssTksG。四. (15分)已知控制系统的特征方程为0)5.85)(5.2(2ksss，要求(1) 绘制 k ： 0的根轨迹 ( 要有主要步骤 ) ；(2) 指明使闭环系统稳定的k 的取值范围；(3) 给出使所有闭环极点均在1s的左边的 k 的取值范围。五. (15 分) 设单位负反馈系统的开环传递函数为)10625.0)(18.0()(0sssksG，设计串联校正环节)(sGc，使校正后的系统满足下列性能指标：开环增益110sK v；超调量%18p；调节时间sts8.2。[ 提示：应用根轨迹校正法； 若采用频率法校正， 指标转换公式如下，2/124)214(nc；})214(2arctan{2/124。 ] 六. (15 分) 非线性系统分析(1)将图 5 所示的串联、并联非线性特性简化为一个非线性环节，写出数学表达式。3.03.03.0||03.03.0111111xxxxxy；111||0112222xxxy；(2)将图 6 非线性系统简化成典型结构图， 并给出线性部分的传递函数。班级：学号：姓名：装订线题号一二三四五六总分分数评卷人- Kur uc R2RC2Ri0→→i1→i2图 1 + - R(s) C(s) GbfG1HE(s) + - + + + F(s) )5()(1ssksG；ssH)(图 3 图 4 (a) -1 | 0ImReω =0+- 1 | (b) ω =0+ImRe0C C N1 N2 y1y2yxx1x2y1y2xN1 N2 x2yx1(a) (b) 图 5 图 2 G1G2G3G4H1G5H2H 3+ + + + + - - - R(s) C(s) N(A) G1(s) G2(s) r=0 c- - + (a) G1(s) N(A) G2(s) r=0 c- - + (b) 图 6 + +
