北化-综合一(自动控制原理与检测技术)yt

附：北京化工大学研究生复试考卷(样题)（满分100）

一、（10分）某加热炉控制系统如图。

1. 说明这是哪种类型的控制系统。被控对象、被控变量、操纵变量各是什么？可以使用哪种测量元件？

2. 画出控制系统的方块图。

二、（10分）如图所示的RC 电路，要求：

（1） 画出该系统的信号流图。

（2） 求出系统的微分方程和传递函数。

三、（20分）已知一个n 阶闭环系统的微分方程为

r b r b y a y

a y a y a y a n n n n 0101)2(2)1(1)(+=+++++-- 其中r 为输入，y 为输出，所有系数均大于零。

（1） 写出该系统的特征方程；

（2） 写出该系统的闭环传递函数；

（3） 若该系统为单位负反馈系统，写出其开环传递函数；

（4） 若系统是稳定的，求当)(1)(t t r =时的稳态误差ss e ；

（5） 为使系统在t t r =)(时的稳态误差0=ss e ，除系统必须稳定外，还应满足什么条件？

2

四、（10分）设单位反馈控制系统的开环传递函数为：21)(s

as s G +=， （1）若2=a ，画出系统开环频率特性的对数幅频特性和相频特性图；

（2）根据上述的对数坐标图，判断该闭环系统是否稳定，说明原因。

五、（10分）已知采样控制系统如图所示，采样周期T=1s ，试写出该采样控制系统的闭环传递函数，分析采样系统稳定的增益K 范围，并求出当K=1时系统的稳态误差。

六、（10分）简述传感器的数学模型，并给出五种可用于传感器的物理效应。

七、（10分）设计一个利用四片应变片测力的差动式传感器，画出组成框图和测量电路，说明应变片粘贴位置及各组成部分的作用。

八、（10分）如图所示采用差压变送器测量液位高度H ，已知0p 为液体上方空间的气体压力，1ρ为被测液体密度，2ρ为隔离液的密度,且21ρρ>，21,h h 为已知高度，试确定差压变送器的量程和迁移量。

九、（10分）试给出五种常用的流量检测方法，说明那些测量方法的测量结果受被测介质的密度影响，并比较这些方法的特点。