武汉科技大学827自动控制原理19年真题

1
（1）系统的输入量：给定电位器电压 U r
输出量：物料的中心位置
反馈量：光电位置传感器电压U f ；
（2）回答出偏差控制思想即可 （3）
三、求传递函数（10 分）
已知某系统的结构图如图 2 所示，
（1）求系统的传递函数 C(s) / Rr (s) ； （2）求系统的传递函数 C(s) / Rn (s) 。
完后试题随答题纸交回。
一、填空题（共 6 小题，每空 3 分，共 30 分）
1 、 PI 控 制 器 的 中 文 全 称 是
是
。
； PID 中 具 有 相 位 超 前 特 性 的 环 节
2、已知 E(z)
5z
，求 e* (t )
。
(z 1)(z 2)
3、已知某线性定常系统的单位阶跃响应为 ht 5(1 e5t ) ，则该系统的传递函数
准考证号码： 密封线内不要写题
2019 年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题
科目名称：自动控制原理（A 卷□B 卷）科目代码：827 考试时间： 3 小时 满分 150 分
可使用的常用工具：□无 计算器 直尺 □圆规（请在使用工具前打√）
注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考
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 E(z)
5z
，求 e* (t )
。
(z 1)(z 2)
答：e*(t) e(KT ) 5 2k 5
3、已知某线性定常系统的单位阶跃响应为 ht 5(1 e5t ) ，则该系统的传递函数
性，并说明特征根在复平面上的分布。
2、(10 分) 某采样系统如图 3 所示，其中，T 为采样周期，试求该采样系统稳定的充分必
要条件？
图3
10
3、（10 分）已知某控制系统开环传递函数为
，试绘出该系统的 Nyquist
s(s 1)(0.25s 1)
图（幅相频率特性曲线）；并用奈氏判据判定闭环系统的稳定性。
K
和
的值以满足
如下指标：
①当输入信号为 t 时，系统的稳态误差 0.05 ；
②当输入信号为单位阶跃信号时，超调量 25% ，调节时间 0.4s （ 0.02 ）。
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五、判断稳定性（共 3 小题，每小题 10 分，共 30 分） 1、(10 分) 某闭环系统特征方程为 s4 2s3 3s2 6s 1 0 ，试用劳斯判据判定其稳定
5、已知超前校正装置的传递函数为 Gc
(s)
2s 1 0.32s 1
，则其最大超前角所对应的频率
m
。
答：1.25 6、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
c 对应时域性能指标
；它们反映了系统动态过程的
。
答：调整时间 ts ；快速性
二、分析题（15 分）
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。
六、计算题（25 分）
已知线性最小相位系统开环对数幅频特性如图 4 所示，
图4
（1）求系统的型别、开环增益及系统开环传递函数 G(s) ；（10 分） （2）求幅值穿越频率 c 和开环相频特性 (c ) ；（10 分） （3）求相位裕量 (c ) ；并利用相位裕量判断该系统的闭环稳定性。（5 分）
图2
答案：
（1）系统的传递函数 C(s)
/
Rr (s)
1
G1(s)G2 (s) G1(s) G1(s)G2 (s)
；（5
分）
（2）系统的传递函数 C(s)
/
Rn (s)
1
G2 (s)(1 G1(s))Байду номын сангаасG1(s) G1(s)G2 (s)
（5
分）
四、计算题（30 分） 已知某单位负反馈系统的开环传递函数 G(s) K ，试选择参数 K 和 的值以满足如
Gs 为
。
答： G(s) 5 2s 1
4、某单位负反馈控制系统的开环传递函数为 G(s) as 1 ，式中 a 0.4, b 0.5 系统开 s(s b)
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；
Gs 为
。
4、某单位负反馈控制系统的开环传递函数为 G(s) as 1 ，式中 a 0.4, b 0.5 系统 s(s b)
开环零点为
开环极点为
；系统闭环极点为
。
5、已知超前校正装置的传递函数为
Gc
(s)
2s 1 0.32s 1
，则其最大超前角所对应的频
率m
。
6、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 c 对应时域性能指标
；它们反映了系统动态过程的
。
二、分析题（15 分）
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）简述该系统工作原理； （3）绘制系统结构图。
s(s 1)
下指标：
1）当输入信号为 t 时，系统的稳态误差 0.05 ； 2）当输入信号为单位阶跃信号时，超调量 25% ，调节时间 0.4s （ 0.02 ）。
答案：
2
1）
系统为
1
型系统，当输入信号为 t
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七、计算题（10 分） 求如图 5 所示线性离散系统的输出 z 变换 C(z) 。
图5
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2019 年攻读硕士学位研究生入学考试试题（参考答案）
科目名称：自动控制原理（█A 卷□B 卷）科目代码：827 考试时间：3 小时 满分 150 分
一、简答题（共 4 小题，每空 3 分，共 30 分）
报考专业：
姓名：
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图1
三、求传递函数（10 分）
已知某系统的结构图如图 2 所示，
（1）求系统的传递函数 C(s) / Rr (s) ； （2）求系统的传递函数 C(s) / Rn (s) 。
图2
四、计算题（30 分）
已知某单位负反馈系统的开环传递函数 G(s)
K s(s 1)
，试选择参数