南航自动控制原理2009研究生入学考试
②南航《820自动控制原理》、《920自动控制原理(专业学位)》考试大纲
820自动控制原理考试大纲920自动控制原理(专业学位)考试大纲《自动控制原理》考试内容包括: 经典控制理论和现代控制理论。
第一章-自动控制的一般概念：控制系统的一般概念、名词术语、发展史；控制系统的分类；控制系统的组成；典型外作用；对控制系统的基本要求。
第二章-控制系统的数学模型：控制系统动态微分方程的列写；用拉普拉斯变换求解线性微分方程的零初态响应与零输入响应；运动模态的概念；传递函数的定义和性质；典型元部件传递函数的求法；控制系统结构图的绘制；梅逊公式在结构图和信号流图中的应用。
第三章-线性系统的时域分析法：系统稳定性的定义与判断法则；劳斯稳定判据；控制系统时域动态性能指标的定义与计算；一阶系统、二阶系统的阶跃响应，典型欠阻尼二阶系统动态性能指标的计算；输入引起的误差的定义，静态误差系数、系统型别、稳态误差的计算；计算典型输入作用下，不同类型系统的稳态误差；扰动引起的误差的定义与计算方法；减小稳态误差的措施。
第四章-线性系统的根轨法：根轨迹的基本概念；根轨迹的模值条件与相角条件；根轨迹绘制的基本法则；广义根轨迹；主导极点与偶极子的概念及其应用。
第五章-线性系统的频域分析法：频率特性的概念及其图示法；频率特性的计算；开环频率特性的绘制；开环系统幅相曲线绘制；开环对数曲线绘制；由最小相角系统的对数幅频渐近曲线求传递函数；奈奎斯特稳定判据；对数稳定判据；稳定裕度；串联超前校正网络的设计；串联迟后校正网络的设计。
第六章-线性离散系统的分析：离散系统的基本概念；信号的采样与保持；差分方程的概念；差分方程的求取与求解；香农采样定理；Z变换定理；离散系统的数学模型；脉冲传递函数的概念与求法；离散系统输出Z变换的求法；离散系统的稳定性与稳态误差；第七章-非线性控制系统分析知识点：非线性控制系统概述；常见非线性特性及其对系统运动的影响；负倒描述函数曲线的绘制；用描述函数法判断非线性系统稳定性；自激振荡的判断、自振参数的确定。
南航自动控制原理 考研参考书目
§自动控制原理参考书目：《自动控制原理(第五版)》胡寿松著，科学出版社2007年§自动控制原理考试大纲：《自动控制原理》考试内容包括: 经典控制理论和现代控制理论两大部分。
第一章自动控制的一般概念知识点：控制系统的一般概念：名词术语、发展史、控制系统的分类、控制系统的组成、典型外作用、对控制系统的基本要求基本要求：掌握反馈控制的基本原理、根据系统工作原理图绘制原理方块图第二章控制的数学模型知识点：控制系统动态微分方程的列写用拉普拉斯变换求解线性微分方程的零初态响应与零输入响应运动模态的概念传递函数的定义和性质、典型元部件传递函数的求法控制系统结构图的绘制、等效变换、梅逊公式在结构图和信号流图中的应用基本要求：1.利用复阻抗建立电路结构图2.熟悉控制系统常用元部件的传递函数3.掌握控制系统结构图的绘制方法及基本等效变换4.用等效变换或梅逊公式求结构图或信号流图的各种传递函数第三章线性系统的时域分析法知识点：控制系统时域动态性能指标的定义与计算、误差的定义与稳态误差的计算系统稳定性的定义与判断法则、系统动态性能分析不作要求的内容: 过阻尼二阶系统性能指标的估算公式非零初始条件下二阶系统的响应过程高阶系统的动态性能估算、赫尔维茨稳定判据动态误差系数、采用串级控制抑制内回路扰动基本要求：1.学会求出一阶系统的阶跃响应、会推导一阶系统动态性能指标的计算公式2.典型欠阻尼二阶系统动态性能指标的计算、性能指标与特征根的关系3.改善二阶系统动态性能指标的方法4.主导极点与偶极子的概念及其应用5.劳斯判据的应用6.静态误差系数、系统型别、稳态误差的计算。
7.扰动引起的误差的定义与计算方法8.减小和消除稳态误差的方法第四章线性系统的根轨法知识点：根轨迹的基本概念、根轨迹的模值条件与相角条件、根轨迹绘制的基本法则广义根轨迹、系统性能的分析不作要求的内容: 根轨迹簇基本要求：1.学会由系统的特征方程求开环增益从零到无穷变化时的根轨迹方程（或开环零点、或开环极点从零到无穷变化）2.理解根轨迹的模值方程与相角方程的几何意义3.掌握零度根轨迹与1800度根轨迹的绘制法则4.学会由根轨迹分析系统稳定性、分析参数的选择对系统运动模态的影响第五章线性系统的频域分析法知识点：频率特性的概念及其图示法、开环频率特性的绘制奈奎斯特稳定判据、稳定裕度不作要求的内容: 对数幅相曲线随机信号的频谱、确定闭环频率特性的图解方法基本要求：1.切记稳定系统的正弦响应的稳态输出是与输入同频率的正弦信号，幅值相角均随频率改变；其稳态误差也是与输入同频率的正弦信号，且幅值相角均改变。
2009年1月自动控制原理A卷
G4 (S) R(S)
G3(S)
-
G1(S)
-
G2(S)
N(S)
C(S)
本题分数 得 分
15
二．某系统结构如下图所示，当 kr = 0, r (t ) = 1(t ) 时系统的超调 量为 σ % = 16.3% ，当 k r = 0, r (t ) = t 时，稳求系统的结构参数 k, kt ； 2. 试求 k r = 0, r (t ) = 1(t ) 时系统的调节时间 t s （ ± 5% 误差带）及输出的最大值 c max ； 3. 设计 kr ，使系统在 r (t ) = t 作用下无稳态误差。
− at
sin( at + β ) ，确定此时的 a 值。
四． 某单位负反馈系统为最小相角系统，其开环频率特性如
本题分数 得 分
15 下图所示，B( − 3,− 3 j )点对应的频率为 ω =
3 ， 2
1. 求系统的开环传递函数； 2. 若增加校正装置 Gc ( s ) =
K (s + a) 以使系统的相角裕度达到 45°且在斜坡输入时 s+b
K s( s + a)
C(s)
本题分数 得 分
15
六、已知采样系统的结构图如下， T = 1 为采样周期， 1.试确定系统稳定的 K 值范围; 2.求出 K=2 时的 c(∞)， 并概略绘出曲线 e* (t ) ， 其中 r(t)=1(t)，
e(t)=r(t)-c(t)。
r (t )
T
2 K s
1 s +1
第 2 页（共 3 页）
kr
R(S) k S 1 S C(S)
k tS
本题分数 得 分
《自动控制原理》试卷及答案(A26套)
自动控制原理试卷A(1)1．（9分）设单位负反馈系统开环零极点分布如图所示，试绘制其一般根轨迹图。
（其中-P 为开环极点,-Z ，试求系统的传递函数及单位脉冲响应。
3.（12分）当ω从0到+∞变化时的系统开环频率特性()()ωωj j H G 如题4图所示。
K 表示开环增益。
P 表示开环系统极点在右半平面上的数目。
v 表示系统含有的积分环节的个数。
试确定闭环系统稳定的K 值的围。
4．（12分）已知系统结构图如下，试求系统的传递函数)()(,)()(s R s E s R s C5．（15分）已知系统结构图如下，试绘制K 由0→+∞变化的根轨迹，并确定系统阶跃响应分别为衰减振荡、单调衰减时K 的取值围。
Re Im ∞→ω00→ωK 2-0,3==p v （a ）Re Im ∞→ω00→ωK 2-0,0==p v （b ） Re Im ∞→ω00→ωK 2-2,0==p v （c ） 题4图题2图 1G 2G 3G 5G C R +E --4G +6G6．（15分）某最小相位系统用串联校正，校正前后对数幅频特性渐近线分别如图中曲线(1)、(2)所示，试求校正前后和校正装置的传递函数)(),(),(21s G s G s G c ，并指出Gc （S ）是什么类型的校正。
7．（15分）离散系统如下图所示，试求当采样周期分别为T=0.1秒和T=0.5秒输入)(1)23()(t t t r ⋅+=时的稳态误差。
8．（12分）非线性系统线性部分的开环频率特性曲线与非线性元件负倒数描述曲线如下图所示，试判断系统稳定性，并指出)(1x N -和G （j ω）的交点是否为自振点。
参考答案A(1)1、 根轨迹略，2、 传递函数)9)(4(36)(++=s s s G ；单位脉冲响应)0(2.72.7)(94≥-=--t ee t c tt 。
3、 21,21,21><≠K K K 4、6425316324215313211)()(G G G G G G G G G G G G G G G G G G s R s C ++++= 642531632421653111)()(G G G G G G G G G G G G G G G G G s R s E +++-= 5、 根轨迹略。
南航自控9硕士研究生入学考试试题参考答案
一、问答题<本题共24分，每题6分）1、已知某系统闭环传递函数为，试估算系统单位阶跃响应的调节时间<=5%）。
2、某单位负反馈系统，其开环传递函数为G<s）=，当输入r<t）=3时，试求该系统的稳定输出。
3、某系统的特征方程如下，+3+3+9-4s-12=0，请用劳斯判据判断系统的稳定性，并求出系统所有的特征方程。
4、已知系统的状态方程为=x+u<a为实数），试用李雅普诺夫第二方法判断系统的稳定性，并说明物理意义。
二、已知系统的结构图如图1所示。
1、求输入R<s）和扰动N<s）同时作用下的系统输出Y<s）；2、若使系统输出完全不受扰动的影响，求,,,,,应满足的关系。
三、已知系统结构图如图2<a）所示，其中G<s）为无零点的二阶环节。
当(S>=0时，系统单位阶跃响应如图2<b）所示1.求G<s）的表达式。
2.若(S>=，在输入r(t>=时，稳态误差为零，试确定a、b。
<15分）四、某正反馈系统的结构图如图3所示，试求：1.绘制参数a从0 →∞变化的根轨迹。
2.当系统稳定情况下，求阻尼比最小时的闭环传递函数。
<15分）五、已知某最小相位系统的结构图如图4<a）所示。
其中，>0，前向通路G<s）的对数幅频特性曲线如图4<b）所示。
1.求G<s）的表达式。
2.用奈氏稳定判据分析使闭环系统稳定的的取值范围。
3.若=0.2时，求系统相角裕度。
六、系统结构图如图5所示，已知K=10，T=0.1时，截止频率=5. 若要求不变，如何改变K和T才能使系统相角裕度提高？<13分）七、某离散系统的结构图如图6所示，1.判断该系统的闭环稳定性；2.若r(t>=1(t>, 求c(2>、c(> 的数值。
<15分）提示：z[ ]=八、某非线性系统如图7所示，已知非线性环节描述函数为N(A>= ,1. 分析参数K对系统自由运动的影响；2. 若能产生自激振荡，试求使系统输出c<t）处振幅为1时的自激振荡频率和参数K的值。
-2009年自动控制原理研究生入学考试A卷
杭州电子科技大学2009年攻读硕士学位研究生入学考试《自动控制原理》试题（试题共 12 大题，5 页，150分）姓名 报考专业 准考证号 【所有答案必须写在答题纸上，做在试卷或草稿纸上无效！】一、判断题，正确的打√，错误的打×。
（每小题1分，共10分）1.反馈控制就是采用负反馈并利用偏差进行控制的过程。
（）2.只有当系统中所有元件的输入－输出特性是非线性的，这类系统才称为非线性控制系统。
（）3.传递函数是线性定常系统的一种内部描述模型。
（）4.典型二阶振荡环节的阻尼比越大，则超调量越大。
（）5.对于Ⅱ型系统，稳态时能准确跟踪斜坡输入信号，不存在误差。
（）6.若线性控制系统在初始扰动的影响下，其动态过程随时间的推移逐渐衰减并趋于零，则称系统稳定。
（）7.频域分析法是利用闭环频率特性研究系统性能的方法。
（）8.绘制系统Bode图时，低频段曲线由系统中的比例环节（放大环节）和积分环节决定。
（）9.PD控制是一种相位滞后校正方式。
（）10.如果系统部分状态变量的运动可以由输入来影响和控制而由任意的初态达到原点，则状态是完全可控的。
（）二、单项选择题，选择一个最合适的答案。
（每小题2分，共20分）1.采用负反馈形式连接后（）。
(A) 一定能使闭环系统稳定(B) 系统动态性能一定会提高(C) 一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除。
(D) 需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。
2.适合应用传递函数描述的系统是（ ）。
(A) 单输入、单输出的线性定常系统(B) 单输入、单输出的线性时变系统(C) 单输入、单输出的定常系统 (D) 非线性系统()()()M S G S N S =，则闭环特征方程为（ ）。
3. 若系统的开环传递函数为(A) (B) ()0N s =()()0M s N s +=(C) (D) 与是否为单位反馈系统有关 1()N s +=0()2r t t =的Laplace 变换为（ ）。
自动控制原理试题库20套和答案及解析详解
专业知识整理分享一、填空（每空1分，共18分）1．自动控制系统的数学模型有 、 、 、共4种。
2．连续控制系统稳定的充分必要条件是 。
离散控制系统稳定的充分必要条件是 。
3．某统控制系统的微分方程为：dtt dc )(+0.5C(t)=2r(t)。
则该系统的闭环传递函数 Φ(s)= ；该系统超调σ%= ；调节时间t s (Δ=2%)= 。
4．某单位反馈系统G(s)=)402.0)(21.0()5(1002+++s s s s ，则该系统是 阶 型系统；其开环放大系数K= 。
5．已知自动控制系统L(ω)曲线为：则该系统开环传递函数G(s)= ；ωC = 。
6．相位滞后校正装置又称为 调节器，其校正作用是 。
7．采样器的作用是 ，某离散控制系统)()1()1()(10210T T e Z Z e Z G -----=（单位反馈T=0.1）当输入r(t)=t 时.该系统稳态误差为 。
二求：)()(S R S C （10分）R(s)2.求图示系统输出C（Z）的表达式。
（4分）四．反馈校正系统如图所示（12分）求：（1）K f=0时，系统的ξ，ωn和在单位斜坡输入下的稳态误差e ss.（2）若使系统ξ=0.707，k f应取何值？单位斜坡输入下e ss.=？专业知识整理分享五.已知某系统L（ω）曲线，（12分）（1）写出系统开环传递函数G（s）（2）求其相位裕度γ（3）欲使该系统成为三阶最佳系统.求其K=？，γmax=?六、已知控制系统开环频率特性曲线如图示。
P为开环右极点个数。
г为积分环节个数。
判别系统闭环后的稳定性。
（1）（2）（3）专业知识整理分享七、已知控制系统的传递函数为)1005.0)(105.0(10)(0++=s s s G 将其教正为二阶最佳系统，求校正装置的传递函数G 0（S ）。
（12分）一.填空题。
（10分）1.传递函数分母多项式的根，称为系统的2. 微分环节的传递函数为3.并联方框图的等效传递函数等于各并联传递函数之4.单位冲击函数信号的拉氏变换式5.系统开环传递函数中有一个积分环节则该系统为 型系统。
2009年中国计量学院考研试题 自动控制原理
中国计量学院2009年攻读硕士学位研究生入学试题考试科目名称:自动控制原理考试科目代码: 810考生姓名:考生编号:本试卷共九大题，共三页。
系统如下图所示：1． 试用结构图等效变换求)(/)(s R s C ；（8分） 2． 用梅逊公式验证。
（7分） 二、（15分）系统如下图所示： 要求系统的超调量等于16%，峰值时间等于1s 。
1. 试求增益1K 和测速发电机输出斜率t K ；（10分） 2. 求此时系统的调节时间s t 。
（5分） 三、（15分）系统如下图所示：要求系统在输入t t r =)(作用下的稳态误差1.0≤ss e 。
试确定K 的取值范围。
负反馈系统的开环传递函数为：a 的变化范围为],0[+∞。
1． 试绘制当a 变化时的闭环系统根轨迹；（10分） 2． 判断使闭环系统稳定的a 值范围。
（5分） 五、（15分）单位负反馈系统的开环传递函数为：1. 画出它的乃氏图):(+∞→-∞ω。
（10分）2. 根据乃氏稳定判据判断闭环系统的稳定性。
（5分）六、（15分）单位负反馈系统的开环传递函数为：1. 试画出开环对数幅频渐进曲线和相频曲线。
（8分）2. 计算截止频率c ω和相稳定裕度γ。
（7分）七、（20分）已知离散系统的结构如图：1． 求开环脉冲传递函数和闭环脉冲传递函数；（10分） 2． 当)(1)(t t r =，试求输出)(z C 和)(t c *的表达式。
（10分）)2()()(2++=s s as s H s G )1()1(10)(2-+=s s s s G )1()102.0(100)(++=s s s s G已知线性定常系统的状态方程为：[]20103113x x u y x-⎡⎤⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦= 1. 判断系统的能控性和能观性；（8分） 2. 求系统的传递函数；（8分） 3. 判断系统的稳定性。
（4分） 九、（20分）已知线性定常系统的状态方程为：1. 求系统状态转移矩阵At e ；（10分）2. 求系统在单位阶跃输入作用下的响应。