四川理工大学硕士考研专业课真题809自动控制原理2013.pdf

1、四川理工学院四川理工学院 2013 年研究生入学考试业务课试卷年研究生入学考试业务课试卷 （满分：（满分：150 分，所有答案一律写在答题纸上）分，所有答案一律写在答题纸上） 招生专业：招生专业：081101 控制科学与控制理论、控制科学与控制理论、081102 检测技术与自动化装置、检测技术与自动化装置、081103系统工程、系统工程、081104 模式识别与智能系统、模式识别与智能系统、085210 控制工程控制工程 考试科目：考试科目：809 自动控制原理自动控制原理A 考试时间：考试时间： 3 小时小时 提示：无需使用计算器，部分答题结果用简洁算式表示即可。提示：无需使用计算器，部分答

2、题结果用简洁算式表示即可。 一、 （本题 15 分）已知系统信号流图如图 A-1 所示，试求系统的传递函数Y(s)/R(s)。 )(sR1GFQPM)(sY)(sR1GFQPM)(sY m)(tx)(tyfkm)(tx)(tyfk 图 A-1 图 A-2 二、 （本题 10 分）已知机械系统如图 A-2 所示，图中 k 为弹性系数，f 为阻力系数，m 为质量。试求系统的传递函数 Y(s)/X(s)。 三、 （本题 15 分）已知系统的开环传递函数如下，试绘制参数 a 由 0变化时的根轨迹（要求：给出实轴上根轨迹区间、分离点、渐进线以及与虚轴的交点，并汇出草图） 。 )7)(1(8)(+=sss

3、assG 四、 （本题 20 分）已知单位负反馈最小相位系统的开环幅频特性折线图如图 A-3 所示，试求： dBL),(srad /,2100c20decdB/40decdB/20decdB/40dBL),(srad /,2100c20decdB/40decdB/20decdB/40 图 A-3 （1）系统的开环传递函数 G(s)。 （8 分） （2）计算其幅值穿越频率c（依系统幅频特性折线计算） 。 （4 分） （3）计算系统的相位裕度Pm。 （4 分） 共 3 页 第 1 页 研究生入学考试自动控制原理试题 （4）若给定输入为r(t) = 2t - 0.2t2, (t0)，求系统的稳态误差

4、ess。 （4 分） 五、 （本题 20 分）已知采样系统如图 A-4 所示，试求： sesT1)(sR)(sY) 1(1+ssT 图 A-4 （ 提示：aTezzasZ=+1，22) 1(1=zTzsZ ） （1）计算系统开环和闭环脉冲传递函数G(z)和(z)。 （10 分） （2）确定使闭环系统稳定的采样周期T应满足的条件。 （5 分） （3）试说明系统斜坡跟踪误差ess与采样周期T的关系。 （5 分） 六、 （本题 15 分）已知非线性系统结构如图 A-5 所示（K 0，T 0） 。试分析系统是否存在自振？若存在自振，计算自振频率及振幅。 )(AN)(sR)(sY)(sG4/1)() 1

5、()(jeAANTssKsG=+= 图 A-5 七、 （本题 20 分）已知系统结构框图及其单位阶跃响应如图 A-6 所示，试确定参数K、a和b的值。 K)(sR)(sY)(assb+22/22+ e)(ty02tK)(sR)(sY)(assb+22/22+e)(ty02t 图 A-6 八、 （本题 15 分）已知系统结构如图 A-7 所示，试用ROUTH判据确定使闭环系统稳定时参数b的取值范围。 共 3 页 第 2 页 研究生入学考试自动控制原理试题 sbs+5)(sR)(sY) 12)(1(2+sss5 . 0sbs+5)(sR)(sY) 12)(1(2+sss5 . 0 图 A-7 九、 （本题 20 分）已知系统的状态空间表达式和初始条件如下，试求系统在单位阶跃信号激励下的响应y(t)和系统的传递函数Y(s)/U(s)。 =+=01)0(,12202102XXyuXX& 共 3 页 第 3 页