重庆大学2019年全国硕士研究生招生考试试题

重庆大学2019年全国硕士研究生招生考试试题
科目代码：844
科目名称：自动控制原理二 总分：150分 特别提醒：
1、所有答案一律写在答题纸上，写在试题或草稿纸上无效，不给分。

2、该科目考生需携带的特殊文具：无存储功能计算器
（如无存储功能计算器、三角板、量角器、绘图工具等），如无特殊要求，则在横线处填写“无”；
3、如有选做题，考生须按要求选答，如果多答，则评卷时以答题顺序先者为有效。

一、（16分）位置随动控制系统如图1所示，其中角位移器1提供的给定转角()r t θ为输入量，角位移器2检测的负就转角()y t θ为输出量；角度误差检测器的传递系数是K ；电动机的传递系数为m K ，电动机的机电时间常数为m T ；电压放大器的放大增益为v K ；减速齿轮系中齿轮的齿数分别是1Z 和2Z 。

1、试画出系统的动态结构图；
2.求出系统的闭环传递函数()()/y r s s θθ。

二、（16分）某单位负反馈无零点三阶系统在输入信号()r t t =作用下的稳态误差是1.2，且其有一对闭环主导极点为1,21S j =-±。

1、试确定此三阶系统的开环传递函数()G s ；
2、试用闭环主导极点法估算此三阶系统的超调量%σ和调节时间s t （5%∆=±）。

三、（18分）设单位负反馈系统的开环传递函数为()()()
*
2.56k G s s s s =++。

1、绘制系统的根轨迹图：
2、能否通过调整*K 使系统的静态速度误差系数15v K ≥，为什么？
四、（16分）已知单位负反馈系统开环传递函数为()()()
11K s G s s s -=+。

1、画出系统开环幅相频率特性曲线的大致形状；
2、试判断1K =、1K >、1K <时闭环系统的稳定性。

五、（18分）已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为()()()
110K G s s s s =
++，
采用串联超前校正装置使系统在单位斜坡输入信号下的稳态误差0.1m e =，相角裕量40γ>︒。

1.试确定超前校正装置的传递函数；
2、绘制校正后系统的开环对数幅频特性曲线。

六、（18分）非线性系统如图2所示。

死区继电特性的描述函数为
()N A =求此系统不产生自持振荡的临界值/b a 。

七、（18分）离散控制系统如图3所示，求闭环系统的传递函数()()/C z R z 和单位阶跃响应的前4个采样值：()()()()023C C T C T C T 、、、。

注：11z Z s z ⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦，1T z Z s a z e α-⎡⎤
=⎢⎥+-⎣⎦，()
2211Tz Z s z ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦-。

八、（15分）线性定常系统的状态空间表达式为
0100001061161x x u ⎡⎤⎡⎤
⎢⎥⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥
⎢⎥⎢⎥---⎣⎦⎣⎦
[]53y x u =--+
1、变换成对角线规范型；
2、求系統的传递函数。

九、（15分）考虑系统
1122101020x x u x x -⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣
⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦
[]1211x y x ⎡⎤
=⎢⎥⎣⎦
1、判断系统的稳定性；
2、判断系统是否完全能控、完全能观测；
3、能否用线性状态反馈将系统的极点配置[]12--调整为[]32--？若能，试设计状态反馈矩阵，若不能，请说明原因。