2017年南京航空航天大学考研专业课试题820自动控制原理.pdf

1、科目代码：820 科目名称：自动控制原理 第 1 页 共 4 页 南京航空航天大学南京航空航天大学2017 年硕士研究生入学考试初试试题（ A 卷 ） 2017 年硕士研究生入学考试初试试题（ A 卷 ） 科目代码: 820 科目名称: 自动控制原理 满分: 150 分 注意: 认真阅读答题纸上的注意事项；所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无 认真阅读答题纸上的注意事项；所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无效；本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！效；本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！本试卷共 10 大题，满分 150 分 一、(本题 15 分) 试确定

2、图 1 所示系统的输出)(sC。 图1 二、(本题15分) 系统结构图如图2所示，已知未加测速反馈时，系统在单位阶跃信号作用下的稳态输出为1，而过渡过程的瞬时最大值为1.4，要求： 1. 确定系统结构参数K、a，并计算单位阶跃响应下的峰值时间pt、调节时间st 、超调量%； 2. 为了改善系统性能，引入测速反馈bs，若0.82b =，再计算超调量%； 3. 在该测速反馈情况下， 若此时系统的输入为( )21.38sinr tt=+， 计算稳态输出ssc 。 ( )R s( )C sK1()(0.56)sa s+bs 图2 1G2G2H1H)(sR)(sC)(1sN)(2sN)(3sN科目代码：

3、820 科目名称：自动控制原理 第 2 页 共 4 页 三、(本题15分) 已知单位负反馈系统的开环传递函数为) 1)(1()(+=sTssKsG，其中0K、0T。试确定使闭环系统稳定时，参数K 、T 应满足的关系；并计算在输入)( 1)(tttr=作用下系统的稳态误差。 四、(本题15分) 已知某系统结构图如图3所示，其中 K、T 均大于0。在输入)(tr作用下，具有如图4所示的输出)(tc曲线。 0.15r(t)c(t)tc(t)012 图3 图4 试求： 1. 此时的 K 值； 2. 试绘制 T 从0变化的闭环系统根轨迹； 3. 系统在临界阻尼时的 T 值。 五、(本题15分) 某单位负

4、反馈系统为最小相角系统，其开环频率特性如图5所示，其中B(j3, 3 )点对应的频率为23=， 1. 求系统的开环传递函数； 2. 若增加校正装置bsasKsGc+=)()(以使系统的相角裕度达到45且在斜坡输入时的稳态误差降低为原来的0.5倍，并要求系统型别和阶数不变，确定参数a、b（0, 0ba） ；并概略绘制出此时的开环Bode图。 )3( +ssK1+Ts)(sC)(sR科目代码：820 科目名称：自动控制原理 第 3 页 共 4 页 图5 六、(本题15分) 已知某最小相位系统的开环对数幅频渐近线如图6所示，用奈氏判据判断系统稳定性，并求系统的相角裕度。 图6 七、(本题15分) 采

5、样控制系统结构如图7，采样周期sT1=, )(0sH为零阶保持器。试确定使系统稳定时的K值范围，图中)1(5 . 0)(10) 1()(:)(1122+=kekekekekD 。 （附 Z 变换表：aTezzasZ=+1，11=zzsZ22) 1(1=zTzsZ） ( )R s1( )e k2( )e k1Ks+( )Y sT( )D k0( )H sT图 7 八、(本题 15 分) 非线性系统结构如图 8 所示，1=M，AMAN4)(=。 1M =2(2)sKes s+4( )0r t =( )c t 图8 40L(w)200 0B Im0 0 科目代码：820 科目名称：自动控制原理 第

6、4 页 共 4 页 1. 0=时，确定系统受扰动后最终的运动形式（稳定/自振/发散） ； 2. 0=时，要在系统输出端产生一个振幅1=cA的近似正弦信号，试确定参数K 和相应的输出信号频率； 3. 定性分析当延迟环节系数增大时，自振参数 A和的变化趋势（增加/不变/减小） 。 九、(本题15分) 已知两个能控能观系统1S、2S为 1S: 12121104310uxxxx+=?； =21112xxy 2S: 2332uxx+=?； 32xy= 1. 当两系统串联（1S前2S后）时，求Txxxx321=为状态向量时的状态空间表达式； 2. 分析串联系统的能控性和能观性； 3. 求串联系统的传递函数。 十、(本题15分) 已知系统结构图如图9所示，其中2个状态变量都可测量。 图9 1. 建立系统的状态空间表达式； 2. 设计状态反馈控制律，使闭环系统对单位阶跃输入的稳态输出为1，超调量为2.835%。 12+ss1yx =1u2x