2015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 3 页 南京航空航天大学南京航空航天大学2015 年硕士研究生入学考试初试试题（ A 卷 ） 2015 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) 试用梅

2、森公式求图 1 所示系统的传递函数( )( )C sR s和( )( )E sR s。 图 1 二、(本题 15 分) 设一反馈控制系统如图 2 所示，试选择1K 、2K 以使系统同时满足下列性能指标要求： (1) 当单位斜坡输入时，系统的稳态误差0.35sse ； (2) 闭环系统的阻尼比0.707； (3) 调节时间3st秒。 图 2 三、(本题15分) 设系统的闭环特征方程为0846322345=+sssss，试用劳斯稳定判据判别该系统的闭环稳定性，并求出其全部闭环特征根。 1(2)Ks s+2K sR(s)C(s)科目代码：820 科目名称：自动控制原理 第 2 页 共 3 页 四、(

3、本题15分) 设系统的闭环特征方程为2()(1)0ssaK s+=，)0(a 1当10a =时，绘制 K: 0变化时的系统闭环根轨迹，并求出系统阶跃响应分别为无超调、阻尼振荡时K的取值范围； 2若使根轨迹只具有一个非零分离点，求出此时a的取值？并画出此a值下K: 0变化时的系统闭环根轨迹。 五、(本题15分) 设单位反馈控制系统的开环传递函数为21)(sassG+=，试确定相角裕度为45时的a值。 六、(本题15分) 如图3所示，最小相位系统开环对数幅频渐近特性为)(L，串联校正装置对数幅频特性渐近特性为)(cL。 1求未校正系统开环传递函数)(0sG及串联校正装置)(sGc； 2在图中画出校

4、正后系统的开环对数幅频渐近特性)(L ，并求出校正后系统的相位裕度 ； 3简要说明这种校正装置的特点。 图 3 七、(本题15分) 采样系统如图4所示，其中T为采样周期。 1Tses( )c tT( )r t( )e tKs 图 4 科目代码：820 科目名称：自动控制原理 第 3 页 共 3 页 1计算系统开环及闭环脉冲传递函数； 2确定闭环系统稳定的K值范围； 3讨论采样周期T对系统稳定性的影响； 4设采样周期1Ts=，当( )( )1r tt=时，系统能否满足稳态误差小于0.1的要求？ 若不能，如何改变采样周期T之值，使其在稳定前提下满足稳态误差小于0.1的要求？ 附Z变换表：111aT

5、zzZ,Zsazesz = + 八、(本题15分) 某单位负反馈非线性系统如图5所示，非线性环节的描述函数为31( )jN AeA=，线性部分的传递函数如图5所示。试分析： 1系统是否存在自振； 2若产生自振，计算自振频率及振幅。 图 5 九、(本题15分) 已知控制系统如图6所示，其中K10，K20， 1s1s1K2K1x2x( )U s( )Y s图 6 1写出以x1、x2为状态变量的系统状态方程与输出方程； 2判断系统的能控性和能观性； 3求系统的传递函数。 十、(本题满分15分) 已知系统的开环传递函数为10( )(2)(5)G ss ss=+， 1设计状态反馈控制律，将闭环极点配置在5, 1j 处； 2分析经状态反馈设计后，系统动态性能和稳态性能的变化。