2015年第二炮兵工程大学831自动控制原理考研真题.pdf

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1、2015 年 第二炮兵工程大学 831 自动控制原理 考研真题 科目代码： 831 科目名称： 自动控制原理 适用学科： 机械电子工程、控制科学与工程、控制工程（专业学位） 一、 选择题（本题满分 20 分） （ 1）负反馈控制系统开环传递函数为 ，则闭环特征方程为（ ）。 A) ； B) ； C) ； D) 与是否为单位反馈系统有关。 （ 2）已知单位负反馈系统的开环传递函数为 ，在正弦信号 输入下，系统稳态误差 为（ ）。 A) B) C) D) （ 3）某系统开环传递函数为 ，稳态误差为零，则输入可能是（ ） A) B) C) D) （ 4）适合于应用传递函数描述的系统（ ） A)可以是

2、多输入，多输出的系统； B)可以是单输入，单输出的时变系统； C)可以是非线性系统； D)只能是单输入，单输出的线性定常系统。 （ 5）线性系统开环增益增大时，截止频率 会（ ）。 A) 减小； B) 增大； C) 不变； D) 可能增大，也可能减小。 （ 6）其它结构和参数不变，仅增加二阶系统的闭环增益，对系统性能的影响为（ ） A) 快速性变差； B） 超调量增大； C） 调节时间变短； D) 对动态性能无影响。 （ 7）系统的闭环传递函数如下，确定哪个系统是稳定的（ ） A） B） C） D） （ 8）比例微分控制器 ，若参数均取大于零的数值，则该串联校正装置属于（ ）。 A） 超前校正

3、 B） 迟后超前校正 C） 迟后校正 D） 上述三种答案均不是 （ 9）已知负反馈系统开环传递函数为 ，要绘制 从零变化到无穷的根轨迹图，应选等效开环传递函数为（ ）。 A) B) C) D) （ 10）以下四条，（ ）是适用于描述函数法分析的非线性系统必须满足的前提条件。 A) 必须是二阶的； B） 非线性特性正弦响应中的基波分量幅值占优； C） 非线性特性具有偶对称性； D) 与 必须是串联形式连结的。 二、（本题满分 10 分）（每空 2 分）填空题 某控制系统结构图如图 2-1 所示。其单位阶跃响应曲线如图 2-2 所示，则系统的超调量 ；调节时间 秒；系统参数 ；系统参数 ；系统的闭

4、环传递函数 。（本题目可能用到的公式： ， ） 图 2-1 图 2-2 三、 （本题满分 15 分） 控制系统的结构图如图 3 所示，控制输入作用下的误差为图中 ，扰动作用下的误差定义为 。在控制输入 和扰动 同时作用时，系统的稳态误差 是多少？ 图 3 四、（本题满分 20 分） 已知某单位负反馈系统的开环传递函数为 绘制 从 的根轨迹。（计算必要的分离点、渐近线、与虚轴的交点等）； 要使系统的动态响应没有超调量，应如何选择开环增益 的取值范围？ 要使系统的主导极点为一对共轭复数极点，且实部为 -0.2，确定 的值。 五、（本题满分 15 分） 已知负反馈系统开环传递函数为 绘制该系统的开环

5、幅相频率特性曲线，并判断闭环系统稳定性。 六、（本题满分 30 分） 已知单位负反馈最小相位系统，其串联校正前后的开环对数幅频特性曲线分别如图 6-1和图 6-2 所示： （ 1）试写出未校正前系统的开环传递函数 ； （ 2）试写出校正装置的传递函数 ，并说明它是何种校正装置； （ 3）试计算校正前、后系统的相位裕度 和 ； （ 4）试定性分析该校正对系统稳定性、稳态性能、快速性、阻尼性及抗高频噪声干扰性能的影响； （ 5）若将校正前开环对数幅频特性曲线 向右平移十倍频程，对系统的性能将产生什么样的影响？ 图 6-1 图 6-2 七、（本题满分 20 分） 使用描述函数法证明图 7 所示系统必然存在自振，并计算图中信号及 的振幅和频率。（ ） 图 7 八、（本题满分 20 分） 一、能够通过状态反馈实现任意极点配置的条件是什么？ 已知被控对象的状态空间模型为 设计状态反馈控制器，使得闭环极点为 -4和 -5。（ 10分） 二、极点配置是否会影响系统的稳态性能？若会的话，如何克服？试简单叙述之？ （ 10分）