1、求下图所示系统的传递函数C（s）/R（s）（本题满分20分）2、某闭环系统结构图如下图所示，t取何值时，系统才能稳定？（本题满分20分）3、由电阻R、电感L和电容C组成无源网络如下图所示。以u输入，u输出，求此系统io的微分方程。（本题满分15分）+/vw\一、论述题（本题满分45分，共含5道小题）1、试
分析
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下图所示水位自动控制系统的原理。（本题满分10分）阀门进水连杆斗电f觀r^翻放大器_电动机厂|2、写出如何利用梅森（Mason）公式得到系统传递函数。（本题满分10分）3、求取无源网络或电子调节器的传递函数，采用阻抗法求取更为方便。写出下表中列出的电阻、电容和电感的阻抗的微分方程与传递函数。（本题满分10分）元件脅厠电路形式兀件锻分方程阻抗传递曲數■LNIR—□山窖CHI电感］rmn4、对控制系统的“稳”的要求，具体是什么含义？对系统的“准”的要求，含义又是什么?（本题满分5分）5、解释闭环控制系统中比较元件、校正元件、执行元件、被控对象（或过程）的含义。（本题满分10分）1、求系统传递函数C（s）/R（s）（本题满分10分）匕3丿—n系统的开环传递函数成为W+2叫）+B警闭环传递函数为2、化简如下所示系统框图，求化简后的传递函数求系统传递函数C(s)/R(s)(本题满分15分)2、系统结构图如图所示，t取何值时，系统才能稳定？(本题满分10分)3、已知L[f(t)]=F(s)=侖，试求l-m加。(本题满分8分)解：'尸")一/(s+1)的极点位于左半s平面，所以极限存在。用终值定理：s1limf(t)=fS)=limsF(s)=lim=lim一=1t~>ss->0s->0S(S+1)s->0S+14、一个由弹簧-质量-阻尼器组成的机械平移系统如图所示。m为物体质量,k为弹簧系数,f为粘性阻尼系数，外力F(t)为输入量，位移x(t)为输出量。列写系统的运动方程。解在物体受外力F的作用下，质量m相对于初始状态的位移、速度、加速度分别为x、dx/dt、d2x/dt2。设外作用力F为输入量，位移x为输出量。根据弹簧、质量、阻尼器上力与位移、速度的关系和牛顿第二定律，可列出作用在上的力和加速度之间的关系为TOC\o"1-5"\h\zd2xdxHYPERLINK\l"bookmark6"\o"CurrentDocument"m=F-f-kxdt2dt+kx(t)=F(t)d2x(t)dx(t)HYPERLINK\l"bookmark8"\o"CurrentDocument"m+f-dt2dtk和f分别为弹簧的弹性系数和阻尼器的粘性摩擦系数。负号表示弹簧力的方向和位移的方向相反；粘性摩擦力的方向和速度的方向相反。5、由电阻R、电感L和电容C组成无源网络如下图所示。u输入，u输出，求微分方程。io设回路电流为i(t)如图所示。由基尔霍夫电压定律可得到:di(t)dt+Ri(t)+u(t)=u(t)oi式中i(t)是中间变量。i(t)和口o(t)的关系为du(t)I(t)=Co——dt消去中间变量i(t)，可得d2u(t)du(t)LC一丄+RC-J-+u(t)=u(t)dt2dtoi5、系统的特征方程为：2s4+s3+3s2+5s+1°=0，试判据判断系统的稳定性。()6、某典型反馈控制系统的结构如下图所示，输入量、干扰量同时作用于线性系统，求扰动作用下的闭环传递函数C(s)/D(s)。5、一位置随动系统，如下图所示，K=4。求①该系统的阻尼比、自然振荡角频率和单位阶跃响应;②系统的峰值时间、调节时间和超调量(取5%误差带);③若要求阻尼比等于0.707,应怎样改变系统放大系数K值。解系统的闭环传递函数为①(S)二丄3.14Jl_©22^1-0.252-1.62(s)3t(5%)二s3n0.25x2二6(S)b%=e-眩厂t-匚2x100%u47%要求阻尼比等于0.707,①(s)二s2+s+K(rad/s),K=w2=0.54、求图示电路的传递函数1解：令午"，宁R2-CZ+Z—12ZR十CsR+Ls+R+丄12CS1RCs+12LCs2+(R+R)Cs+112二、论述题（本题满分48分，共含5道小题）1、某控制系统机构如下图所示，试分析图中测量元件、比较元件、执行元件的作用。3、试
总结
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建立控制系统微分方程的一般步骤。（1）分析元件的工作原理和在系统中的作用，确定元件的输入量和输出量（必要时还要考虑扰动量），并根据需要引进一些中间变量。（2）根据各元件在工作过程中所遵循的物理或化学定律，按工作条件忽略一些次要因素，并考虑相邻元件的彼此影响，列出微分方程。常用的定律有：电路系统的基尔霍夫定律、力学系统的牛顿定律和热力学定律等等。（3）消去中间变量后得到描述输出量与输入量（包括扰动量）关系的微分方程，即元件的数学模型。阀门试分析水位自动控制系统的原理。进水电胡机i谥—卿丄川鴉电当实际水位低于要求水位时，电位器输出电压值为正，且其大小反映了实际水位与水位要求值的差值，放大器输出信号将有正的变化，电动机带动减速器使进水阀门开度增加，直到实际水位重新与水位要求值相等时为止。3、试解释何为开环控制，何为闭环控制。（本题满分10分）3、试总结绘制控制系统根轨迹的基本法则。（本题满分15分）4、试总结对自动控制系统的三个基本要求。（本题满分9分）控制工程基础》复习用第8页共8页
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