【北京工业大学821自动控制原理】真题精讲

北京工业大学821 自动控制原

理

目录

目录 (1)

1.1 真题分析 (2)

1.2 真题剖析 (3)

1.2.1 2016 年真题 (3)

1.3 真题剖析要点总结. (16)

1.3.1 常考知识点总结 (16)

1.4 2016 年真题 (18)

通过真题的学习和掌握，可以帮助学生把握考试重点。每年的考点在历年试题中几乎都有重复率，因

此，通过对历年真题的把握，可以掌握今年考试的重点。另外，可以通过对历年真题的学习，把握出题者

的思路及方法。每种考试都有自己的一种固定的模式和结构，而这种模式和结构，通过认真揣摩历年真题，

可以找到命题规律和学习规律。因此，本部分就真题进行详细剖析，以便考生掌握命题规律、知悉命题的重点、难点、高频考点，帮助考生迅速搭建该学科考试的侧重点和命题规则。

1.1 真题分析

综合来说，自动控制原理专业课这几年的题型变化不大，主要是计算题型，难度略有增加，侧重于对基础知识点的掌握以及对知识的灵活运用。在复习时，对于了解的知识点，复习的时候，只需要知道概念性的定义即可，简单的看一下推导的过程或背景知识即可，有助于对相关内容的理解，不要求重点掌握，例如我们课本的第一章，就是一个引言部分，引入自动控制以及自动控制系统的概念；对于熟悉的知识点，复习的时候，应着重把握，理解公式的定义及相应公式的推导和求取、系统稳定的条件、判稳的方法、由稳定条件求取相应指标参数、折线图的绘制步骤、校正的步骤、相平面法和传递函数法、z 变换法及判断系统稳定性等等；对于掌握的知识点，复习的时候，应重点复习，反复记忆理解其中的公式和步骤，特别是第二章的结构图的化简，第三章的系统稳定性判断及相应参数求取，第四章的根轨迹绘制，第五章的频域稳定性判据，第六章的系统校正方法，第七章的非线性系统的分析，第八章的z 变换及系统稳定性判据。

1.2 真题剖析

1.2.1 2016 年真题

【点评】本年份真题共十二大题：都为计算题，总计150 分；和往年考试题目对比，题型变化很小，其中，题型变化最大的是第六题求取系统临界稳定条件下的参数，第七题的给定相频特性表达式求取系统传函。

题目】1

解题】

设第一个环节输出为

则传递函数为：

由题意可得

c1(t) ，则

R x1

x Cs

R1

C1(s) =R x Cs =R x

R (s) R R R x Cs 1

10

1

R x C

1

C(s)

=Cs =

1

=

1 C

1(s)

=R =RCs 1=

0.1s

C(s) 1 10 = 100 =n

R(s) 0.1S s 1 =s(s 1 )=s(s 2 n)

R x C CR x

10

R x C

2 0.707 10

分析】

这种题每年基本上都会出，就是基本电路知识的考查，一般会有运算放大器的参与，所以平时的复习中应注意运放的性质及特点，由运放组成的几种电路模型，还有就是牢记基本电路元器件的阻抗，节点电流法，基尔霍夫定律，还有就是注意微分方程表达式的求取，防止考到，认真看课本和课后习题，很多都是源于课本的例题和课后习题，这部分的内容不难，注意多级放大器之间的关系。历年出现的考题里还有让求传递函数的，那么就根据复数阻抗法求取即可。

题目】2

【解题】

利用梅森公式求解

该系统共有3 条独立回路：L1=-G1(s) ，L2=-G2(s)G3(s)，L3=G2(s)G1(s)

有一个两两互不接触回路：L1 L2 =G1(s)G2(s)G3(s)

特征式为： =1-( L1+L 2+L 3)+L 1L2

只有u1作用时，可得前向通道与对应的余子式为：P1=G1(s)，错误!未找到引用源。=1+G2(s)G3(s) ;

P2=-G1(s)G2(s) ,错误!未找到引用源。=1；P3=-G1(s)G2(s)G3(s),错误!未找到引用源。=1；

得

Y

1 =

P

1 1

P

2 2

P

3 3

u

1

只有u2 作用时，可得前向通道与对应的余子式为：P4= G2(s)，4=1；P5=G2(s)G3(s)，5=1+G1(s)；

解得R x 70.7k

得系统总输出表达式

Y1(s)(G1(s) G1(s)G2(s))U1(s) (G2(s) G2(s)G3(s) G1(s)G2(s)G3(s))U 2(s)

【分析】这种题也是历年真题都会考的一种类型，结构图的化简，进而求取系统的传递函数。这部分需要重点掌握的内容是，熟练掌握结构图化简的方法（结构图化简或梅逊公式），几个类型的结构图的模块的等效，梅逊公式的每个字母的含义；运动模态与特征根的关系，零输入响应，零状态响应；开、闭环传递函数，前向传递函数的定义。这种题比较常规。

【题目】3

解题】

1）系统闭环传递函数为

Y

1 =

P

4 4

P

5 5

u

2

1 G1(s) G2(s)G3(s) G1(s)G2(s) G1(s)G2(s)G3(s)

G c(s)

10

s(s 3)(s 4) 10

闭环特征方程为由劳斯判据可

知，系统稳定。系统的稳态误

差为系统的主导极点为

s3+7s2+12s+10=0

e ss=错误!未找到引用源。=1.2

s1,2=-1+j

n =1.414, =0.707

M p=4.3%，t s=3

阶跃响应曲线如下图所示

分析】

该题属课本第三章内容，给定传递函数判断系统稳定性，绘制输入状态响应曲线。这种题应熟记公式，知道公式的定义式，会图形表示与识别；时域分析法、拉式变换法、稳定性分析、稳态误差等；正确理解稳定性、系统的型别和静态误差系数等概念；正确理解线性定常系统的稳定条件；正确理解时域响应的性

能指标( M p、t r、t d、t p、e ss等)。本章出题分值也比较高，大家应好好把握基本概念。

偏差的拉普拉斯变换为：

1

当输入为单位斜坡R(s) 12时，

s2

E(s) R(s) C(s) R(s) R(s)G c(s)

a1s a0

=(1- n n 1

a n s a n 1s

n n 1

=a n s a n 1s

n n 1 a n s a n 1s

)R(s)

a1s a0

2 a a s

1

s a R(s)

a1s a0

题目】4

解题】