2015年第二炮兵工程大学831自动控制原理考研真题

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 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）