武汉大学自动控制原理(一)2002

武汉大学
2002年攻读硕士学位研究生入学考试试题
注明：所有的答题内容必须答在答题纸上，凡答在试题上的一律无效
一. 选择题（共10小题，每小题2分，共计20分）
从给出的四个答案中，选择正确的答案填在空格处，可以多选，注意把 答案写在答题纸上
1-非线性函数的线性化就是将一个非线性函数在工作点附近（
得到线性化方程，用来代替原来的线性函数。

2. 一个系统在工作点附近可以用线性传递函数来描述，则（
在该工作点的一邻域内，系统满足加法原理，但不满足叠加原理; 在全部工作范围内都满足叠加原理，即便出现饱和等现象;
(d)
在任何时候都不满足叠加原理。

考试科目：自动控制原理（一）
科目代码：985
），
(a) 展开成Tayior 级数，取一阶近似;
(b) 进行一阶线性逼近; (c)
展开成傅立叶级数，取前两项:
(d) 展开成Taylor 级数，取二阶近似。

(a)
在该工作点的一邻域内，系统满足叠加原理:
)-
(b) (c)
3.线性闭环系统的稳定性是由（）决定
的。

系统的开环传递函数;
(b) 系统的闭环传递函数;
(c) 系统的初始条件;
系统的单位脉冲响应。

4.对于一个稳定的闭环系统来说，系统的稳态输出（
(a) 与系统的输入有关;
(b) 与系统的传递函数有关;
(c) 与初始状态有关:
(d) 与输入相等。

5.系统的闭环传递函数中只有左半平面的极点，则（
(a) 系统是稳定的;
(b) 系统是不稳定的;
(c) 不能判断系统的稳定性:
(d) 系统可能是临界稳定的。

6. PID调节器是控制系统中常用的控制器，他们的作用是（
（a） P控制器主要影响系统的调节速度，D主要影响超调量，I主要用来消除系统的静态误差;
(b)
P控制器主要影响系统的调节速度，D主要影响超调量，I主要用来消除系
统的静态误差，并且这些参数越大效果越好；
(c)P
控制器主要用来防止超调，D主要用来消静态误差，I主要用来•
消除系统的超调量；
(d)P控制器主要影响系统的静态误差.D主要影响超调量，I主要用来加快调节
速度。

7.在闭环控制系统中，被控对象的纯滞后环节，对控制系统的调节性能
()o
(a)没有影响；
(b)有好的影响：
(c)有坏的影响：
(d)影响很大，如果纯滞后较大时。

8.在实际控制系统中，控制器的参数整定，总要使得系统的稳定性有一定的裕量，是因为（）。

(a)
受超调量的限制：
•
(b)被控对象不允许调节速度过快；
(c)被控对象不允许调节速度过慢。

(d)被控对象的参数可能会发生变化，变化达到一定程度后，有可能使
得系统不稳定;
9.控制系统的性能指标包括上升时间、超调量、调节时间等，我们讨论这些指标时（)o
•
(a)并不关心系统的稳定性
(b)其前提条件是系统必须稳定
(c)总是希望它们尽量小
(d)发现它们很难达到同时优化
10.控制系统中最重要的指标是（
(a)稳定性指标；
(b)上升时间；
(c)峰值时间；
(d)超调量和调节时间。

二、（共10分，每小题5分）己知系
统的状态空间表达式：
•
番0 1x +ro
A 一0 -2u
I
7 = [2 O]X
（1）求出系统的传递函数；
（2）求出系统的状态转移矩阵。

三、（共10分，每小题5分） 己知系统的结构如图一所示，其中«（/） = l （r ） o
（1） 求出使系统稳定的K:值；
（2） 能否通过调整&值，使e OT =-0.1?
已知单位反馈系统的单位阶跃响应为c （r ） = 1 + 0.2e^ -1.2e-,0/
（3分）
（3分）
（4分）
（4）在r （/） = 2（Z ）+2/2
作用下的稳态误差e w 。

（3分）
五、（共15分，每小题5分）
己知系统的结构如图二所示，其中夂＞0,门＞O,r 2 ＞0,试用Bode 图说明:
（1） 若a=0,系统能稳定吗？
（2） 若a=l ，如何选r p r 2才能使系统稳定？
求（1）闭环传递函数（7（4
（2）开环传递函数G O
（5）;
(3)增大K对系统特性有何影响?
图二
六、(共12分，每小题6分)
某系统进行串联校正后的结构如图三所示，若要求校正后为1型二阶系统, 且产# ，求：(1) r和7；; (2) cr%人和尺r
七、(共10分)
己知一负反馈系统的特征方程为
s(s + 3)(52 +25 + 2)4- 3K(s + 2) = 0
(1)作出0 ＜尺＜00的根轨迹;
(2)求出系统稳定时尺的取值范围。

八、(共10分)
试求图四(a)所示机械系统的传递函数,并求图四(b)所示电系统的传递函数错。

证明这两个系统是相似系统。

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