2016年湖北汽车工业学院考研专业课试题803自动控制原理试题A及答案.doc

1、姓名： 报考专业： 准考证号码： -密封线内不要写题-2016年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目名称：自动控制原理（A卷）科目代码：803考试时间：3小时 满分150分注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。一、简答题（共5小题，每小题5分，共25分）1、状态空间描述与输入输出描述的数学模型相比，前者除可以描述内部变量运动规律之外，还允许初始值 以及输入输出变量的数量 。2、采样定理给出采样频率的下限为被采样信号 。3、消除稳态误差的一个有效途径是在开环通道增加 的数量。4、根轨迹是指某一参数从 到 变化时闭环极点形成的轨迹。5、串联校正装置

2、的传递函数为，这是 校正装置，它对应于PID控制中的 控制器。二、判断对错并简单说明理由（共4小题，每小题5分，共20分）1、非线性系统的自持振荡和线性系统的等幅振荡是不同的，前者在干扰作用下总是会失去振荡的条件。2、一个系统的闭环主导极点为，系统响应曲线是衰减振荡的。3、线性定常系统如果稳定，那一定是大范围渐进稳定，因为它们总是只有唯一的平衡点。4、连续系统微分方程通过把各阶微分用对应阶的差分代替，就可以获得精确的离散系统的差分方程。三、方框图化简（15分）试简化如图所示系统方框图，并分别求系统的传递函数。四、计算题（20分）已知控制系统结构图如图所示。要求该系统的单位阶跃响应具有超调量和峰

3、值时间，请确定前置放大器的增益及内反馈系数。五、计算题（20分）已知系统如下图所示，画出系统特征根随k值变化的轨迹，确定等幅振荡时的开环增益。六、计算题（25分）已知系统的开环传递函数为 ，1、请绘制系统的开环对数频率特性曲线。2、计算该系统的剪切频率及相稳定裕度。3、计算幅稳定裕度七、计算题（25分）已知系统状态空间表达式为1、判定系统的能控能观性；2、求初始值为时系统的单位阶跃响应。2016年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目名称：自动控制原理（A卷）科目代码：803考试时间：3小时 满分150分注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。一、

4、简答题（共5小题，每小题5分，共25分）1、状态空间描述与输入输出描述的数学模型相比，前者除可以描述内部变量运动规律之外，还允许初始值 不为零 以及输入输出变量的数量 大于一 。2、采样定理给出采样频率的下限为被采样信号 最大频率的两倍 。3、消除稳态误差的一个有效途径是在开环通道增加 纯积分环节 的数量。4、根轨迹是指某一参数从 零 到 无穷大 变化时闭环极点形成的轨迹。5、串联校正装置的传递函数为，这是 串联滞后 校正装置，它对应于PID控制中的 比例积分 控制器。二、判断对错并简单说明理由（共4小题，每小题5分，共20分）1、非线性系统的自持振荡和线性系统的等幅振荡是不同的，前者在干扰作

5、用下总是会失去振荡的条件。错，存在稳定的自持振荡。2、一个系统的闭环主导极点为，系统响应曲线是衰减振荡的。对，阻尼比小于1，属于欠阻尼响应。3、线性定常系统如果稳定，那一定是大范围渐进稳定，因为它们总是只有唯一的平衡点。对，从状态方程可以看出只有唯一平衡点，就是状态空间原点。4、连续系统微分方程通过把各阶微分用对应阶的差分代替，就可以获得精确的离散系统的差分方程。错，差分是微分的近似，不可能是精确表达。三、方框图化简（15分）试简化如图所示系统方框图，并分别求系统的传递函数。1212答案：正确完成相加点移动得4分；每一次并联和反馈连接结果正确各得2分共6分；结果正确得2分；若无过程，结论中一个

6、系数错误扣2分，两个系数错误扣6分，表达式结构错误不得分。四、计算题（20分）已知控制系统结构图如图所示。要求该系统的单位阶跃响应具有超调量和峰值时间，请确定前置放大器的增益及内反馈系数。解：由 （4分） （4分） （4分） ， （4分） （4分，每个式子2分，每个结果2分）五、计算题（20分）已知系统如下图所示，画出系统特征根随k值变化的轨迹，确定等幅振荡时的开环增益。解：开环传递函数为 （1分）开环极点为0，无开环零点 （1分）实轴上根轨迹区间为（-，0） （2分）渐近线：， （2分）出射角 （4分）与虚轴交点：，K=4 （4分）等幅振荡时 （1分）图形（5分）六、计算题（25分）已知系统的开环传递函数为 ，（1）请绘制系统的开环对数频率特性曲线。（2）计算该系统的剪切频率及相稳定裕度。（3）计算幅稳定裕度解：绘制幅频特性曲线 （6分）绘制相频特性曲线 （4分）剪切频率 （6分）相稳定裕度 （6分）幅稳定裕度 （3分）七、计算题（25分）已知系统状态空间表达式为1、判定系统的能控能观性；2、求初始值为时系统的单位阶跃响应。解：能控性判别矩阵 （2分）能控 （2分）能控性判别矩阵 （2分） 能观 （2分）状态转移矩阵 （6分）状态变量 （8分，公式2分，积分对3分，初值对1分，结果对2分）输出变量 （3分）第 6 页 共 6 页