自动控制原理考研复习资料-自动控制原理考研真题
硕士学位研究生招生考试《自动控制原理》试题
杭州电子科技大学硕士学位研究生招生考试《自动控制原理》试题（试题共十一大题，共6 页，总分150 分）姓名报考专业准考证号【所有答案必须写在答题纸上，做在试卷或草稿纸上无效！】一．判断题（正确的打4 ，错误的打x，本大题共10 小题，每题1 分，本大题共10 分）l、在水箱液位控制系统中，控制盘为液位高度。
（2、传递函数是指线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比值。
（）3、过阻尼系统因为布在振荡，将造成系统反应迟钝，因此一般控制系统应避免设计成过阻尼系统。
（4、如果保持二阶系统的阻尼比不变，减小｛（）n ，则将增大上升时间和峰值时间。
（）5、根轨迹起始于开环极点，终止于开环苓点。
（）性，距离（－1. JO）点越远，则闭环系统的相对稳定性就越高。
（）7、开环频域性能指标中的相角裕度y ，对应时域性能指标中的稳态误差 e ss 0（）8、相位迟后校正利用高频幅值衰减作用，使剪切频率减小，从而具有较大的稳定裕度。
（）9、在采样控制系统中，如果离散信号直接作用于被控对象，将得到离散的输出信号，所以需摆在被控对象前引入保持器。
（10、采样过程从物理上可以理解为脉冲调制过程。
（第l !)! J 是6 页二．单项选择题（本大题1共0 小题，每题2 分，本大题共20 分）l、温度计系统可以看作是一个惯性环节＿！＿。
用其测量水温，l分钟才能显示Ts+I出该温度的98%数值，则该惯性环节的时间常数T 大约为（〉。
(A) 15 秒（B) 20 秒（C) 25 秒（D) 30秒2、假设上题的时间常数T 大约为20 秒，若加热容器使水温按6 °C/min 的速度均匀上升，则温度计的稳态指示误差为（〉。
(A) 1.5 C (B) 2.0 C (C) 2.5 C (D) 3.0 C3、二阶系统的传递函数G(s) = , 1 ，则其阻尼比ζ 是（）。
4s" +2s+l(A)0.2 (B)0.25 (C) 0.5 (D）以上郁不正确K4、设单位负反馈控制系统的开环传递函G数(S）＝一一一一，其中K >O，α＞0 ,s(s ＋α）则关于闭环控制系统的稳定性，下列说法正确的是（）(A）仅与K 值大小有关(B) 仅与α值大小有关(C）与K 和a 值大小无关(D) 与K 和α值大小都有关105、某单位负反馈系统的开环传递函数为G(S）＝一一一一，则当输入为s(s+ 2)第2 页共 6 页r(t)=4+ St时，闭环系统的稳态误差为（〉。
全国名校自动控制原理考研真题汇编(含部分答案)
2013年中国 学技术大学848 动控制原理
2014年中国 学技术大学848 动控制原理
5．北京
天大学 动控制原பைடு நூலகம் 合
2012年北京
天大学931 动控制原理 合
2013年北京
天大学931 动控制原理 合
2014年北京
天大学931 动控制原理 合
6．山东大学 动控制原理
2016年山东大学847 动控制原理（含现代控制理 ）
8．其他院校自动控制原理考研 真题（含部分答案）
2010年华中科技大学829自动控制原理考研真 题及答案
2011年南京大学961自动控制原理考研真题
2011年重庆大学839自动控制原理一考研真题
2013年厦门大学844自动控制原理考研真题
2013年华南理工大学813自动控制原理考研真 题
2014年华南理工大学813自动控制原理考研真 题
2015年华南理工大学813自动控制原理考研真 题
2016年华南理工大学813自动控制原理考研真 题
2017年华南理工大学813自动控制原理考研真 题
2018年华南理工大学813自动控制原理考研真 题
2012年电子科技大学839自动控制原理考研真 题及详解
参 案：
2013年电子科技大学839自动控制原理考研真 题及详解
参 案：
2014年电子科技大学839自动控制原理考研真 题
4．中国科学技术大学自动控制 原理考研真题
2013年中国科学技术大学848自动控制原理考 研真题
6．山东大学自动控制原理考研 真题
2016年山东大学847自动控制原理（含现代控 制理论）考研真题
2017年山东大学847自动控制原理（含现代控 制理论）考研真题
王建辉《自动控制原理》(名校考研真题 非线性系统分析)【圣才出品】
第7章 非线性系统分析一、选择题1．非线性系统的无穷多条相轨迹相交的点称为（）。
[华中科技大学研]A．奇点B．会合点C．分离点D．终点【答案】A2．输出信号的一次谐波分量和输入信号的复数比定义为非线性环节的（）。
[华中科技大学研]A．传递函数B．描述函数C．谐波函数D．频率特性【答案】B二、解答题1．已知非线性系统如图7-1所示，其中，T＞0，K＞0，现要求系统输入量c（t）的ωc＝10，试确定参数T和K的数值。
（非线性环节自振振幅X c＝0.1，角频率为）[上海交通大学研]图7-1解：由已知ωc ＝10，线性部分传递函数为即又由于ωc ＝10，自振振幅X c ＝0.1得因此有2．已知某非线性系统结构如图所示，试用描述函数法分析K （K ＞0）值对系统稳定性的影响。
[南京航空航天大学2006研]图7-2 非线性系统结构图解：该饱和特性的描述函数为负倒描述函数当A ＝1时，，当A→＋∞时，，因此位于负实轴上的－1~－∞区段。
线性部分频率特性为令ImG （j ω）＝0，得G （j ω）与负实轴交点的频率为，且在复平面上绘制G （j ω）曲线以及曲线如下图所示。
由图可见，当时，即0＜K ＜6系统稳定；当时，即K ＞6系统产生自振。
自振频率，振幅A 由求得。
图7-33．某单位负反馈非线性系统如图所示，非线性环节的描述函数为，线性部分的传递函数如图所示。
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，并讨论极限环的稳定性。
[浙江大学2008研]图7-4 非线性系统结构图解：非线性环节负倒描述函数为线性部分频率特性为且在复平面上绘制G（jω）曲线以及曲线如下图所示，相交于B点，有解得即系统存在自振的频率为1.155，振幅为11.246。
图7-54．已知非线性控制系统的结构图如图7-6所示。
为了使系统不产生自持振荡，试采用描述函数法确定图中非线性环节的特性参数a和b的数值。
[长安大学研][南京理工大学研][华中科技大学研]图7-6解：由题知非线性环节为死区继电器特性，则图形如图7-8所示。
自控原理考研真题及答案
自控原理考研真题及答案自控原理是自动控制领域的基础课程，对于考研学生而言，掌握自控原理的知识非常重要。
为了帮助考生更好地备考自控原理，以下将介绍一道经典的自控原理考研真题，并给出详细的答案解析。
题目及答案如下：1.某控制系统的传递函数为G(s) = (s+2)/(s^2+6s+10)，将其分解为部分分式后，若其阶数为n，则n等于多少？答案解析：根据题目给出的传递函数G(s)，可以得到其分母的根为s^2+6s+10=0，通过求根公式可求得其根为s1=-3+j，s2=-3-j。
由于这两个根均为复根，所以传递函数为二阶系统。
因此，答案为n=2。
2.某开环系统的传递函数为G(s) = K/(s^3+4s^2+10s)，若该系统为稳定系统，求参数K的范围。
答案解析：对于稳定系统来说，其特征多项式的所有根的实部都小于0。
根据题目给出的传递函数G(s)，可以得到其特征多项式为s^3+4s^2+10s=0，通过求根公式可求得其根为s1=-1.33，s2=-0.67+j1.11，s3=-0.67-j1.11。
由于这三个根的实部均小于0，所以该系统为稳定系统。
由于K为传递函数的比例因子，不影响传递函数的特征根，所以参数K的范围可以取任意实数。
3.某系统的开环传递函数为G(s) = 10/(s+4)，若该系统采用比例控制器，根据比例控制器的输出与输入的关系，求闭环传递函数。
答案解析：比例控制器的输出与输入的关系为C(s) = KpR(s)，其中C(s)为比例控制器的输出，Kp为比例增益，R(s)为输入信号。
而闭环传递函数等于开环传递函数乘以比例控制器的传递函数，即T(s) = G(s)C(s)。
代入相应的数值，可得到T(s) = 10Kp/(s+4)。
4.某系统的开环传递函数为G(s) = 10/(s+5)，若该系统采用积分控制器，根据积分控制器的输出与输入的关系，求闭环传递函数。
答案解析：积分控制器的输出与输入的关系为C(s) = KI/s，其中C(s)为积分控制器的输出，KI为积分增益，s为Laplace变换变量。
大学自动控制历年考研真题-自动控制原理完整课件(共373页)中科大
例如： （1）线性定常连续系统：
d m −1 dm d n −1 dn a0 n c(t ) + a1 n −1 c(t ) + ... + an c(t ) = b0 m r (t ) + b1 m −1 r (t ) + ... + bm r (t ) dt dt dt dt
c(t)——系统输出；r(t)——系统输入 其中： 特点：各变量及其导数以一次幂形式出现，且无交叉相乘； ——线性 各系数ai( i=0 → n ), bi( i=0 → m )都是常数。 ——定常 系统中各信号随着时间连续变化 ——连续 本教材ch1—ch6讨论这类系统。 （2）线性时变连续系统：——上式中某些系数随着时间的变化而变化
第一章 自动控制的一般概念
§1.1 自动控制的基本原理与方式
1. 常用术语 电动机——电机，是自动控制系统中的常用部件。 负载ML 电压U 电动机D 转速n,ω 转速n提高； 转速n减小。
定性的讲，当负载ML一定时， 电压U增大 当电压U一定时， 负载ML增大
想一想： 当负载变化时，要想保持转速恒定，应该怎么办？ 下面看一龙门刨自动调速系统。 该系统的控制目的是：当负载变化时，维持转速n不变。
自动控制原理发展概况：
阶段 形成时期 理论基础 分析方法 时域、复域 (1948)、频 域(1932) 研究对象 SISO (Single-input,
Single-output)
数学工具 微分方程、 拉氏变换、 复变函数等 矩阵理论 (线性代数)
Ⅰ
30-50年代
经典 控制论
Ⅱ
60-70年代
现代 控制论
1 胡寿松.自动控制原理.科学出版社 2 胡寿松等.自动控制原理习题集.国防工业出版社 3 张苏英等.自动控制原理学习指导与解题指南.国防工业出版社 4 张苏英等.自动控制原理考研试题分析与解题技巧.北航出版社 5 John J. D’azzo & Constantine H. Houpis, Linear control system analysis
高国燊《自动控制原理》(第4版)(名校考研真题 线性离散(时间)控制系统分析)
一、填空题1．离散系统输出响应的Z 变换为：()2320.3680.2642 1.6320.632z z C z z z z +=-+-则系统输出在前两个采样时刻的值为______，______。
[重庆大学()C nT ()0C =()C T =2006年研]【答案】0；0.3682．零阶保持器的传递函数是______，加入零阶保持器______会影响采样系统的稳定性。
[北京交通大学2009年研]【答案】；不1e Ts s--二、问答题1．如何判断离散系统的稳定性。
并图示说明之。
[东北大学研]答：由于Z 变换与拉普拉斯变换之间的映射关系为，其中T 为采样周期，在s平面内当系统稳定时所有特征根位于左半平面，映射到Z 平面中则是单位圆内，对应的映射关系如图8-1所示。
图8-1于是判断离散系统的稳定性时，只需判断其特征方程的根的模是否大于1，当其模大于1时，系统不稳定；模等于1时，系统临界稳定；当其模小于1时，系统稳定，为了能位于右半平面；位于左半平面；对应的映射关系如图8-2所示。
所示得到关于ω的特征方程，使用劳斯判据进行判断。
图8-22．线性定常离散系统的稳定性除了与系统结构参数有关之外，还与哪些因素有关？[南京航空航天大学2008年研]答：线性定常离散系统的稳定性除了与系统结构参数有关之外，还与采样周期T有关，当系统开环增益一定时，T越小，稳定性越好。
三、计算题1．先用Z变换法求解下面的微分方程，再求其终值e（∞）。
e（k＋2）＋3e（k＋1）＋2e（k）＝0，已知e（0）＝0，e（1）＝1。
[浙江大学研]解：将善分方程两沩讲行Z变换可以得到：将e（0）＝0，e（1）＝1代入整理可以得到：2．已知z变换求离散时间函数z（k）和采样函数[清华大学研]解：由对照典型函数的z 变换表可以得到即其中T为采样周期，为单位脉冲。
3．某离散系统如图8-3所示，试求其闭环脉冲传递函数[四川大学研]图8-3解：由题意，可以得到如下方程整理得到对式（3）两边进行z变换得到：（4）由两边进行Z 变换得到：（5）联立式（4），式（5），消去中间变量可以得到4．线性定常离散系统如图8-4所示，写出闭环系统的脉冲传递函数。
自控原理考研真题及答案
自控原理考研真题及答案自控原理是考研中的一门重要课程，涉及到控制系统的基本原理和方法。
掌握自控原理的知识对于考研的成功至关重要。
下面将为大家介绍一些自控原理的考研真题及答案，希望对大家备考有所帮助。
1. 题目：什么是控制系统？答案：控制系统是由被控对象、传感器、执行器、控制器和控制算法等组成的一种能够使被控对象按照期望状态运行的系统。
控制系统可以分为开环控制系统和闭环控制系统两种类型。
开环控制系统只根据输入信号控制被控对象，不考虑被控对象的输出状态；闭环控制系统则通过反馈信号来调整控制器的输出，使被控对象的输出状态接近期望状态。
2. 题目：什么是反馈控制？答案：反馈控制是一种基于被控对象的输出状态来调整控制器输出的控制方法。
在反馈控制系统中，传感器会将被控对象的输出信号转化为电信号，通过控制器进行处理，并根据控制算法计算出控制器的输出信号，再通过执行器作用于被控对象。
通过不断采样被控对象的输出信号，并与期望状态进行比较，反馈控制系统可以实现对被控对象输出状态的调整，使其接近期望状态。
3. 题目：什么是传递函数？答案：传递函数是描述线性时不变系统输入输出关系的数学模型。
传递函数可以通过拉普拉斯变换来求得，它是输出信号与输入信号的比值，通常用H(s)表示，其中s为复变量。
传递函数可以用来分析系统的稳定性、动态响应和频率特性等。
在控制系统中，传递函数可以用来描述控制器、被控对象和传感器等之间的关系。
4. 题目：什么是PID控制器？答案：PID控制器是一种常用的控制器，由比例控制器（P）、积分控制器（I）和微分控制器（D）组成。
比例控制器根据被控对象的输出与期望状态之间的差异进行调整；积分控制器根据被控对象输出与期望状态之间的积分误差进行调整，可以消除稳态误差；微分控制器根据被控对象输出与期望状态之间的变化率进行调整，可以提高系统的动态响应。
PID控制器通过调整比例、积分和微分参数，可以实现对系统的稳定性和动态性能的优化。
自动控制原理试卷及答案20套
D.抛物线响应函数 答 ( )
3、(本小题 3 分) 如图所示是某系统的单位阶跃响应曲线，下面关于性能指标正确的是――
h (t )
1 .3
1.02
1
0
t
2
B.
4
C.
6
8
10
12
14
A.
t r 6s
t s 4s
t p 14s
D.
% 30%
答
( ) 4、(本小题 5 分)
W (s)
答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html
第 7 页 共 42 页
QQ753326843
考研直通车
6．已知非线性控制系统的结构图如图 7-38 所示。为使系统不产生自振，是利用 描述函数法确定继电特性参数 a,b 的数值。 （15 分）
答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html 第 1 页 共 42 页
QQ753326843
考研直通车
r _
e
2 0 1
u
1 s2
c
六、采样控制系统如图所示，已知 K 10, T 0.2s ： 1．求出系统的开环脉冲传递函数。 1 2 2．当输入为 r (t ) 1(t ) t * 1(t ) 2 t * 1(t ) 时，求稳态误差 e ss 。
第 5 页 共 42 页
QQ753326843
3．当输入为
1 2 2
考研直通车
r (t ) 1(t ) t * 1(t ) t * 1(t ) 时，求稳态误差 e ss 。
R(s)
E (s)
1 e sT s
控制原理考研胡寿松《自动控制原理》配套考研真题库
控制原理考研胡寿松《自动控制原理》配套考研真题库一、第一部分真题一、填空题相平面的概念：______。
[燕山大学研]【答案】设一个二阶系统可以用下面的常微分方程来描述。
其中是x和的线性或非线性函数。
在一组非全零初始条件下，系统的运动可以用解析解x（t）和描述。
如果取x和构成坐标平面，则系统的每一个状态均对应于该平面上的一点，这个平面称相平面。
二、问答题1对控制系统进行校正时，在什么情况下，不宜采用串联超前校正？为什么？[华中科技大学研]答：在系统的快速性满足要求而稳定性不满足要求或快速性已经达到要求而希望系统的动态响应超调量不太大时不宜采用超前校正，因为超前校正会改善系统的快速性，同时会使系统的稳态性能变差，有高频噪声信号时亦不宜使用。
2对于超前、滞后、滞后-超前三类校正装置：（1）分别阐述其控制功能；（2）对于PI控制、PID控制、PD控制，分别属于上述二三类校正装置的哪一类？为什么？[武汉大学研]答：（1）超前校正的目的是改善系统的动态性能，实现在系统静态性能不受损的前提下，提高系统的动态性能。
通过加入超前校正环节，利用其相位超前特性来增大系统的相位裕度，改变系统的开环频率特性，但会使得系统对高频噪声的抑制能力减小，抗干扰能力下降。
滞后校正通过加入滞后校正环节，使系统的开环增益有较大幅度增加，同时又使校正后的系统动态指标保持原系统的良好状态。
它利用滞后校正环节的低通滤波特性，在不影响校正后系统低频特性的情况下，使校正后系统中高频段增益降低，从而使其穿越频率前移，达到增加系统相位裕度的目的。
缺点是会使系统响应速度变慢。
滞后超前校正装置综合了超前校正装置和滞后校正装置的特点，当系统的动态性能和稳态性能都达不到要求时，可以考虑使用滞后超前校正装置；（2）PI属于滞后校正装置，因为它具有相位滞后作用；PD属于超前校正装置，因为它可以提高超前相角；PID属于滞后超前校正装置，因为其在低频段具有滞后效应，中频段具有超前效应。
考研《自动控制原理(含20%现代)》真题.
考研《自动控制原理（含20%现代）》真题.一、（10分）图一为一液位对象，Q in、Q out分别表示单位时间内流入和流出贮槽的液体量，h为液面高度，贮槽的截面积S=0.5m2，设节流阀开度保持一定，则流出流量Q out=αh,(α为阀的节流系数，可视为常数)。
如果初始静态值h0=1.5m,q in0=q out0=0.1m3/min,试求以Q ino输入，h为输出的微分方程式，并确定其放大系数和时间常数。
二、（10分）单位负反馈二阶系统的单位阶跃响应曲线如图三所示。
试确定系统的开环传递函数。
三、（12分）负反馈系统开环传递函数为，（1）当T=0.05时，画其根轨迹图，并确定使系统阶跃输入响应为无超调（即过阻尼）时的K取值范围；（2）试选择T（>0）使根轨迹具有一个非零分离会合点，问：此时的阶跃响应能否出现无超调过程，绘出草图，并给出必要的解释。
四、（16分）1.（8分）设系统开环传递函数G(s)H(s)=)1()1(10-+S S TdS ,试用频率法确定使系统闭环稳定的Td 值范围，并画出系统稳定时的奈氏曲线图。
2.（8分）最小相位系统开环对数幅频特性如图三所示。
求其开环传递函数，并求相位裕量γ。
五（10分）求图四所示离散系统闭环稳定的最大K 值，并分析采样周期对系统的影响。
采样周期T=1秒。
六、（10分）系统结构如图五所示。
设T 1=5 T 2>0,K>0,G c (s)选PI 调节器，即G c (s)=K c (1+TiS 1).试选择K c 及T i ,使系统的相位裕量≥45o ，同时有尽可能快的响应速度。
七、（12分）非线性系统结构如图六所示。
其中c=b=1给定N(A)=Ac π4)(1A b -2. (1)若K=5，试确定刻系统自激振荡的振幅和频率；(2)若要消除自激振荡，试确定K 的最大值应为多少？八、（20分）控制系统结构如图七所示。
(1)按图中所设状态变量列写矩阵形式的状态空间表达式；(2)判断状态的能控性和能观测性；(3)若状态是完全能控或完全能观测的，进行线性非奇异变换，将状态空间描述化为能控标准型或能观标准型；否则，请指出对应于哪个极点的状态是不能控或不能观测的。
自动控制理论考研真题
自动控制理论考研真题自动控制理论考研真题是考察考生在自动控制理论方面的专业知识和应用能力。
下面将针对该考题进行分析和解答，帮助考生更好地应对考试。
1. 简答题1.1 请简述控制系统的基本概念和组成结构。
控制系统是指通过对被控对象进行监测、比较、判断并作出调节措施，以实现系统状态或行为在给定条件下达到预期目标的一种系统。
控制系统由输入、处理和输出组成。
输入部分接收外部输入信号，处理部分进行信号处理和控制计算，输出部分将控制信号输出给执行器或被控对象。
1.2 请简述反馈控制系统的原理及优点。
反馈控制系统是指通过对输出信号进行监测，并与给定信号进行比较，根据比较结果进行调整，从而实现对系统行为的控制。
其基本原理是通过不断比较输出与给定信号的差异，使系统能够自动调整以接近给定条件。
反馈控制系统的优点包括稳定性好、抗干扰能力强、适应性强等。
2. 计算题2.1 已知系统的开环传递函数为G(s) = (s+3)/(s^2+4s+5)，请计算其闭环传递函数和极点位置。
闭环传递函数可以通过将系统的开环传递函数除以1+开环传递函数得到，即G(s)/(1+G(s))。
代入已知的开环传递函数，计算得到闭环传递函数为H(s) = (s+3)/((s^2+4s+5)+(s+3))。
极点位置是闭环传递函数的特征之一，通过求解闭环传递函数的分母多项式的根可以确定极点。
将闭环传递函数的分母多项式(s^2+4s+5)+(s+3) = s^2+5s+8进行因式分解，得到极点位置为s=-2±i。
3. 综合分析题某一线性时不变（LTI）系统的传递函数为G(s) = (s+2)/((s+1)(s+3))，试回答以下问题：3.1 该系统的阶数、类型和零极点分布分别是什么？根据传递函数可以确定系统的阶数、类型和零极点分布。
传递函数中的(s+1)(s+3)表示系统阶数为2。
对于系统类型，由于分母中没有重根，可以判断为严格类型系统。
零极点分布为一个零点s=-2和两个极点s=-1、s=-3。
武汉科技大学2022年《自动控制原理》考研真题与答案解析
武汉科技大学2022年《自动控制原理》考研真题与答案解析一、填空题1、PI 控制器的中文全称是 ；PID 中具有相位超前特性的环节是 。
答：比例积分控制器；D(微分)环节。
2、已知，求。
5()(1)(2)zE z z z =--*()e t 答：*()()525k e t e KT ∴==⨯-3、已知某线性定常系统的单位阶跃响应为，则该系统的传递函数())1(55t e t h --=为。
()s G 答：125)(+=s s G 4、某单位负反馈控制系统的开环传递函数为，式中系统开)(1)(b s s as s G ++=5.0,4.0==b a 环零点为开环极点为；闭环极点为答：开环零点：-2.5；开环极点：0，-0.5；闭环极点：-0.45+0.89j,-0.45-0.89j ；5、已知超前校正装置的传递函数为，则其最大超前角所对应的频132.012)(++=s s s G c 率 。
=m ω答：1.256、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率对应时域性能指标 ；它们反映了系统动态过程的。
c ω答：调整时间；快速性s t 二、分析题工业上使用的光电纠偏器常用于钢厂、纺纱厂等长距离走料场合，其功能是纠正长距离物料在走料过程中偏离中心的误差，其原理图如图1所示，其中，光电位置传感器的输出为电压信号。
要求：（1）指出该系统的输入量、输出量和反馈量； （2）叙述该大门开门和关门工作原理；（3）绘制系统结构图。
（1）系统的输入量：给定电位器电压r U 输出量：物料的中心位置反馈量：光电位置传感器电压；f U （2）回答出偏差控制思想即可（3）三、求传递函数已知某系统的结构图如图2所示，（1）求系统的传递函数；（2）求系统的传递函数。
()/()r C s R s ()/()n C s R s(r R 答案：（1）系统的传递函数；（5分）12112()()()/()1()()()r G s G s C s R s G s G s G s =++（2）系统的传递函数（5分）21112()(1())()/()1()()()n G s G s C s R s G s G s G s +=++四、计算题已知某单位负反馈系统的开环传递函数，试选择参数和的值以满()(1)KG s s s =τ+K τ足如下指标：1）当输入信号为时，系统的稳态误差；t 0.05≤2）当输入信号为单位阶跃信号时，超调量，调节时间（）。
[全]自动控制原理考研真题详解
![[全]自动控制原理考研真题详解](https://img.taocdn.com/s3/m/ce928ddaa8114431b80dd85a.png)
自动控制原理考研真题详解1线性系统的主要特点有（）。
[华中科技大学2009年研]A．稳定性B．振荡性C．收敛性D．齐次性【答案】D查看答案【解析】线性系统的重要性质是可以应用叠加原理，叠加原理有两重含义，既具有可叠加性和齐次性。
2对控制作用进行适当的补偿（复合控制），可使系统（）。
[湖南大学2006年研]A．由不稳定变成稳定B．减小非线性的影响C．提高误差度D．同时改善快速性和抗干扰能力【答案】D查看答案【解析】复合控制只要参数选择合适，不仅可以改善快速性，还能保持系统稳定，减小稳态误差、抑制几乎所有可测量扰动。
3在通常的闭环控制系统结构中，系统的控制器和控制对象共同构成了（）。
[杭州电子科技大学2008年研]A．开环传递函数B．反馈通道C．前向通道D．闭环传递函数【答案】C查看答案【解析】前向通道是指闭环系统中，从系统输入量到系统被控制量之间的通道。
因此控制器和控制对象就组成了通常闭环控制系统的前向通道。
4系统的传递函数与下列因素有关（）。
[华中科技大学2009年研] A．系统结构B．初始条件C．系统结构和参数D．系统结构、参数和初始条件【答案】C查看答案【解析】传递函数是一种用系统参数表示输出量与输入量之间关系的表达式，它只取决于系统或元件的结构和参数，而与输入量的形式无关，也不反应系统内部的任何信息。
5传递函数的概念除了适用于线性定常系统之外，还可用于描述（）系统。
[杭州电子科技大学2008年研]A．线性时变B．非线性定常C．非线性时变D．以上都不是【答案】D查看答案【解析】传递函数定义为线性定常系统零初始条件下，系统输出量与输入量的拉氏变换之比，只适用于线性定常系统。
6下面系统中属于线性系统的是（）。
[东南大学研]系统1：y＝3u＋2；系统2：y＝usintA．1和2B．1C．2D．都不是【答案】D查看答案【解析】系统（1）和系统（2）不满足线性系统叠加原理，故都不是线性系统，答案为D。
高国燊《自动控制原理》(第4版)(名校考研真题 绪 论)
第1章 绪 论一、选择题1．线性系统的主要特点有（）。
[华中科技大学2009年研]A．稳定性B．振荡性C．收敛性D．齐次性【答案】D2．对控制作用进行适当的补偿（复合控制），可使系统（）。
[湖南大学2006年研]A．由不稳定变成稳定B．减小非线性的影响；C．提高无差度D．同时改善快速性和抗干扰能力【答案】D3．在通常的闭环控制系统结构中，系统的控制器和控制对象共同构成了（）。
[杭州电子科技大学2008年研]A．开环传递函数B．反馈通道C．前向通道D．闭环传递函数【答案】C二、填空题1．自动控制系统按给定信号的类型可分为______系统和______系统。
[燕山大学研]【答案】连续系统；离散系统2．自动控制系统性能好坏的三个方面为：______。
[燕山大学研]【答案】稳定性，快速性，准确性。
3．自动控制系统对输入信号的响应，一般都包含两个分量，即一个是______，另一个是______分量。
[华南理工大学2006年研]【答案】稳态；瞬态4．最常用的补偿方法是______和______。
[湖南大学2006年研]【答案】按扰动补偿；按输入补偿三、问答题1．何谓自动控制？开环控制和闭环控制各具有什么样的特点？[华南理工大学研]答：（1）自动控制：在无人直接参与下，利用控制装置操纵被控对象，使被控量等于给定量。
（2）开环控制特点：开环控制是按给定值控制，控制方式比较简单，但控制精度受到原理上的限制。
（3）闭环控制特点：闭环控制为偏差控制，可以使反馈回路中的干扰信号得到抑制，因而控制精度较高，但闭环控制有可能使系统不稳定。
2．在经典控制理论中，负反馈控制是一种最基本的控制方式，也是一种常用的校正方式，试举例论述采用负反馈控制的优点。
[南开大学研]答：负反馈的特点可以从“负”字上得到很好的理解，它主要是通过输入、输出之间的差值作用于控制系统的其他部分。
这个差值就反映了我们要求的输出和实际的输出之间的差别。
控制器的控制策略是不停减小这个差值，以使差值变小。
王建辉《自动控制原理》配套题库【名校考研真题+模拟试题】【圣才出品】
第一部分名校考研真题说明：本部分从指定王建辉主编的《自动控制原理》为考研参考书目的名校历年考研真题中挑选最具代表性的部分，并对其进行了详细的解答。
所选考研真题既注重对基础知识的掌握，让学员具有扎实的专业基础；又对一些重难点部分（包括教材中未涉及到的知识点）进行详细阐释，以使学员不遗漏任何一个重要知识点。
第1章自动控制系统的基本概念1．如图1-1所示的机电系统中，为输入电压；y（t）为输出位置，分别为电磁线圈的电阻与电感；m为衔铁的质量；k为弹簧的弹性系数；b为阻尼器的阻尼系数；放大器的增益为。
假设电磁线圈对衔铁m产生的作用力为；电磁线圈的反电动势为。
画出系统的原理方框图，并简要说明其工作原理。
[西安交通大学研]图1-1解：系统的原理方框图如图1-2所示。
工作原理：该系统为一按偏差调节的负反馈控制系统。
当衔铁输出位置高于或低于给定值时，不为0，此时偏差信号经放大器至电磁线圈，产生正向或负向电磁作用力，调整衔铁的位置，使之与给定值相同后并保持无偏差状态。
图1-22．图1-3所示为一个液位控制系统的原理图，试画出该控制系统的原理方框图，简要说明其工作原理，并指出该控制系统的输入量，输出量及扰动量。
[西安交通大学研]图1-3解：系统的原理方框图如图1-4所示。
工作原理：该系统为一按偏差调节的反馈控制系统。
当液位高度与给定液位产生偏差时，偏差信号由控制器使直流电机正转或反转，从而调大或关小阀门，使液位高度与给定液位保持一致。
系统输入量为给定液位；系统输出量为液位高度（水箱）；系统干扰量为水箱出口阀门开度。
图1-43．水箱系统及其方框图如图1-5所示。
出水流量由水箱的实际水位h决定。
当水位达到一定高度，使等于进水流量时，水位就保持平衡。
试分析（要求简单地说明理由）：（1）出水流量对水箱水位构成何种作用?（2）系统是否可以称为闭环控制系统?[上海交通大学研]图1-5解：出水流量对水箱水位是一种扰动（干扰）作用，出水流量大，水箱水位低，出水流量小水箱水位高。
高国燊《自动控制原理》(第4版)(名校考研真题 自动控制系统的数学模型)
第2章 自动控制系统的数学模型一、选择题1．设系统的开环传递函数G （s）分母的阶次为n，分子的阶次为m，而且n≥m，则的（）。
[南京理工大学研]A．零点数等于极点数B．零点数小于极点数C．零点数大于极点数D．零点数等于、或小于、或大于极点数【答案】A【解析】D（s）＝1＋G（s）的次数由极点决定，所以选A。
2．系统的结构确定之后，描述系统的方框图是（）。
[华中科技大学2008年研] A．唯一的B．不唯一的C．不确定的D．不可变的【答案】B3．以下关于传递函数的叙述，错误的是（）。
[杭州电子科技大学2007年研] A．传递函数能描述任意的线性系统B．求取系统的传递函数时，要求系统处于零初始条件C．传递函数给出了输出量拉普拉斯变换与输入量拉普拉斯变换比D．通常，单输入、单输出线性定常系统的传递函数和微分方程是一一对应的【答案】A4．传递函数，极点的留数随零点靠近原点（）。
[重庆大()()()204a s s >+10p =学2006年研]A ．其绝对值随着增大B ．其绝对值随着减小C ．不发生改变D ．变化只取决K 的大小【答案】A5．分析线性控制系统动态性能时，最常用的典型输入信号是（ ）。
[杭州电子科技大学2007年研]A ．单位脉冲函数B ．单位阶跃函数C ．单位斜坡函数D ．单位加速度函数【答案】B6．系统的单位阶跃响应为，则系统的单位脉冲响应是（ ）。
22()1e 2e t t y t t --=-+[中科院-中科大2008年研]A ． 22()()4e 4e t t y t t t δ--=+-B ．22()4e 4e t ty t t --=-C ． 22()e 4e t t y t t --=-+D ．22()e 2e t t y t t --=-+【答案】B【解析】由题意可知，，由线性系统的性质得到系统的单位脉冲响应为：[]d()1()d t t tδ=2222222(1e 2e )()2e 2e 4e 4e 4e t t t t t t td t y t t t dt--------+==+-=-二、填空题1．传递函数的定义为______。
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第一章自控理论基本概念本章作为绪论，已较全面地展示了控制理论课程的全貌，叙述了今后在课程的学习中要进行研究的各个环节内容和要点，为了今后的深入学习和理解，要特别注意本章给出的一些专业术语及定义。
1、基本要求（1）明确什么叫自动控制，正确理解被控对象、被控量、控制装置和自控系统等概念。
（2）正确理解三种控制方式，特别是闭环控制。
（3）初步掌握由系统工作原理图画方框图的方法，并能正确判别系统的控制方式。
（4）明确系统常用的分类方式，掌握各类别的含义和信息特征，特别是按数学模型分类的方式。
（5）明确对自控系统的基本要求，正确理解三大性能指标的含义。
2．内容提要及小结（1）几个重要概念自动控制在没有人直接参与的情况下，利用控制器使被控对象的被控量自动地按预先给定的规律去运行。
自动控制系统指被控对象和控制装置的总体。
这里控制装置是一个广义的名词，主要是指以控制器为核心的一系列附加装置的总和。
共同构成控制系统，对被控对象的状态实行自动控制，有时又泛称为控制器或调节被控对象给定元件测量元件比较元件控制装置（控制器）比较元件放大元件自动控制系统执行元件校正元件负反馈原理把被控量反送到系统的输入端与给定量进行比较，利用偏差引起控制器产生控制量，以减小或消除偏差。
2）三种基本控制方式实现自动控制的基本途径有二：开环和闭环。
实现自动控制的主要原则有三：主反馈原则——按被控量偏差实行控制。
补偿原则——按给定或扰动实行硬调或补偿控制。
复合控制原则——闭环为主开环为辅的组合控制。
（3）系统分类的重点重点掌握线性与非线性系统的分类，特别对线性系统的定义、性质、判别方法要准确理解。
（4）正确绘制系统方框图 绘制系统方框图一般遵循以下步骤： ①搞清系统的工作原理，正确判别系统的控制方式。
②正确找出系统的被控对象及控制装置所包含的各功能元件。
③确定外部变量（即给定值、被控量和干扰量） ，然后按典型系统方框图的 连接模式将各部分连接起来。
（5）对自控系统的要求 对自控系统的要求用语言叙述就是两句话： 要求输出等于给定输入所要求的期望输出值； 要求输出尽量不受扰动的影响。
恒量一个系统是否完成上述任务，把要求转化成三大性能指标来评价：稳定——系统的工作基础；快速、平稳——动态过程时间要短，振荡要轻。
准确——稳定精度要高，误差要小。
解题示范定常 线性系统 描述时变 常系数微分方程传递函数 频率特性 状态方程变系数微分方程状态方程分析法 分析法 非线性系统 描述 非线性微分方程 分类 状态方程 时域法 根轨迹法 频率法 状态方程 时域法 状态空间法 非本质 分析法 线性化法 本质分析法 状态空间法描述函数法 相平面法例 1-1 图 1—1 为液位自动控制系统示意图。
在任何情况下， 希望液面 高度 C 维持不变。
试说明系统工作原理，并画出系统原理方框图。
（ I ） 原理图图 1— 1 液位自动控制系统解： 1、工作原理：闭环控制方式。
当电位器电刷位于中点位置时，电动机不动，控制阀门有一定的开度， 使水箱中流入水量和流出水量相等，从而液面保持在希望高度上。
当进水 或出水量发生变化，例如液面下降，通过浮子和杠杆检测出来，使电位器 电刷从中点位置上移，从而给电动机提供一定的控制电压，驱动电动机通 过减速器开大阀门开度，使液位上升，回到希望高度。
电位器电刷回到中 点，电动机停止。
2、被控对象是水箱， 被控量是水箱液位， 给定量是电位器设定位置 （代 表液位的希望值） 。
主扰动是流出水量。
系统的方框图如图 1—2 所示。
控制器例 1— 2 图 1—3 为自动调压系统。
试分析系统在负载电流变化时的稳 压过程，并绘出系统方框图。
图 1 － 3 自动调压系统解： 1、工作原理：顺馈控制。
当负载电流 I F 变化时，发电机 G 的电枢绕组压降也随之改变，造成端注入 希望液位实际液位放大元件 气动阀门 水 箱 注入气动阀门流出控制器（比较、放浮子（ II ） 控 制 系 统 方 块 图 图1— 2 液位自动控制系统方框图。
电压不能保持恒定，因此，负载电流变化对稳压控制来说是一种扰动。
采用补偿措施，将电流I F在电阻R F上的压降检测出来，通过放大，来改变发电机的励磁电流I F，以补偿电枢电压的改变，使其维持恒定。
2、被控对象是发电机G，被量是电枢端电压U F，给定值是励磁电压U F，扰动量是负载电流I F。
系统方框图为1—4 所示。
图1－4 自动调压系统方框图例1－3 直流稳压电源原理图为图1—5 所示，试画出方框图，分析工作原理。
图1—5 直流稳压电源原理图解：1、工作原理：反馈控制实际输出电压U2由R3和R4组成分压器检测出来，与给定值U w进行比较，产生的偏差电压BG1进↙ 行放大，作用于BG2。
由BG2 对输出电压进行调整，这里的偏差电压仅随U2 变化。
由BG1 反相放大后产生U c，这是系统的控制量。
通过BG2进行输出电压自动调节，维持U2 恒定。
假如U2↙，U a↙，I b1↙ , U c↗，I b2↗，U ED↙，U2↗。
若U2↗→ U a↗→ I b1↗→ U c↙→I b2↙→ U ED↗→ U2↙图1—6 稳压电源方框图U1 是系统的供电输入电压，若电网波动，也会使U1 变化。
因此，对系统来说，U1 的变化是造成U2 电压波动的干扰因素，属于扰动信号，也可以通过反馈回路加以抑制。
2﹑控对象不是一个具体的设备，而是一个稳压过程，被控量是输出电压U2 ，给定值是U w，扰动量是U1。
当然，当系统输出接负载后，负载的变化，将对输出电压产生直接的影响，是主扰动。
例1-4 角位置随动系统原理图如图1 —7 所示。
系统的任务是控制工作机械角位置Q c，随时跟踪手柄转角Q r。
试分析其工作原理，并画出系统方框图。
图1—7 角位置随动系统原理图解：1、工作原理：闭环控制。
只要工作机械转角θc 与手柄转角θr 一致，两环形电位器组成的桥式电路处于平衡状态，无电压输出。
此时表示跟踪无偏差。
电动机不动，系统静止。
如果手柄转角θr 变化了，则电桥输出偏差电压，经放大器驱动电动机转动。
通过减速器拖动工作机械向θr 要求的方向偏转。
当θ c=θr 时，系统达到新的平衡状态，电动机停转, 从而实现角位置跟踪目的。
2、系统的被控对象是工作机械，被控量是工作机械的角位移。
给定量是手柄的角位移。
控制装置的各部分功能元件分别是：手柄完成给定，电桥完成检测与比较，电动机和减速器完成执行功能。
系统方框图见图1—8。
图1-8 位置随动系统方框图。
第二章自控系统的数学模型本章讲述的内容很多,牵扯到数学和物理系统的一些理论知识, 有些需要进一步回顾,有些需要加深理解，特别是对时间域和复频率域的多种数学描述方法，各种模型之间的对应转换关系，都比较复杂。
学习和复习好这些基础理论，对下一步深入讨论自控理论具体方法至关重要。
1、基本要求（1）确理解数字模型的特点，对系统的相似性、简化性、动态模型、静态模型、输入变量、输出变量、中间变量等概念，要准确掌握。
（2）了解动态微分方程建立的一般方法及小偏差线性化的方法。
（3）掌握运用拉氏变换解微分方程的方法，并对解的结构，运动模态与特征根的关系，零输入响应，零状态响应等概念，有清楚的理解。
（4）会用MATLAB 方法进行部分方式展开。
对低阶的微分方程，能用部分分式展开法或留数法公式进行简单计算。
（5）正确理传递函数的定义、性质和意义，特别对传递函数微观结构的分析要准确掌握。
（6）正确理解由传递函数派生出来的系统的开环传递函数，闭环传递函数，前向传递函数的定义，并对重要传递函数如：控制输入下闭环传递函数，扰动输入下闭环传递数函数，误差传递函数，典型环节传递函数，能够熟练掌握。
（7）掌握系统结构图和信号流图两种数学图形的定义和组成方法，熟练地掌握等效变换代数法则，简化图形结构，并能用梅逊公式求系统传递函数。
（8）正确理解两种数学模型之间的对应关系，两种数学图型之间对应关系，以及模型和图形之间的对应关系，利用以上知识，熟练地将它们进行相互转换。
2、内容提要及小结本章主要介绍数学模型的建立方法，作为线性系统数学模型的形式，介绍了两种解析式和两种图解法，对于每一种型式的基本概念，基本建立方法及运算，用以下提要方式表示出来。
(2)传递函数线性定常系统定义： 比值 C( s) 零初始条件R( s) 一对确定的输入输出零点基本概念 微观结构 极点 (零极点分布图与运动 模态对应)传递函数 标准解析式 方程式 传递函数典型环节 零极点分布图 单位阶跃响应特性1)微分方程式物理、化学及专业上的中间变量的作用基本概念简化性与准确性要求基本定律基本方法 直接列写法 原始方程组线性化 消中间变量化标准形转换法 C(s) M (s) M(s)由传递函数 C(s) R(s) N(s)C(s) M(s)R(s)R(s) N(s) N (s) d- 1 p由结构图 传递函数 微分方程由信号流图 传递函数 微分方程 方程求解 掌握拉氏变换法求解微分方程 零零状输入态解解 应用常用重要例题建电枢控制直流电动机 磁场控制直流电动机 直流电机调速系统s d定义法 由微分方程s dt 传递函数基本方法 图解法由结构图 化简 传递函数 图解法 由信号流图 梅逊公式 传递函数3)结构图数学模型结构的图形表 示基本概念 可用代数法则进行等效 变换构图基本元素 4种(方框、相加点、分 支点、支路)相加点和分支点移位注意几点：1、相加点与分支点相邻，一般不能随便交换。
前向通路的传递函数乘 积保持不变2、 等效原则两条各回路中传递函数乘积 保持不变3、直接应用梅逊公式时，负反馈符号要记入反馈通路中的方框中去。
另外对于互不接触回路的区分，特别要注意相加点与分支点相邻处的情况。
4、结构图可同时表示多个输入与输出的关系，这比其它几种解析式模 型方便的多，并可由图直接写出任意个输入下总响应。
如：运用叠加原理， 当给定输入和扰动输入同时作用时，则有 C(s) ＝ G r (s) R( s)＋G d (s)D(s)(4)信号流图常用重要公式 及传递函数 G(s)公式G(s)G前 1 G K G 前 1－ L适用于单回路) 适用于回路两两交叉 ) 控制输入下： 重要传递函数 扰动输入下： G r (s) C(s) R(s) ,G r (s) E(s)R(s) G d (s) C(s) D(s) ,G d E(s) D(s)由原始方程组画结构图基本方法 用代数法则简化结构串联相乘并联相加反馈连接＝ 前向 1＋开由梅逊公式直接求传递 函数基本概念构图元素 2种改进二点有统一的公式求传递函数由原始方程组画信号流图基本方法结构图翻译成信号流图代数法则同结构图一致n G K K 重要公式→梅逊公式梅逊公式G K 1注意两点：1、搞清公式中各部分含义；2、公式只能用于等输入节点与较出节点之间的传播，不能等不含输入节点情况下，任意两混合节点之间的传较。