武汉科技大学2020年《827自动控制原理》考研专业课真题试卷【含参考答案】

节时间 ts 。（10 分）
2、 = 0.4 ；T = 0.04s 和 = 0.4 ；T = 0.16s 时单位阶跃响应的超调量 % 、调
节时间 ts 。（10 分） 3、根据计算结果，讨论参数 、T 对阶跃响应的影响。（10 分）
解答：系统的闭环传函的标准形式为：(s)
=
T 2s2
1 + 2Ts +1
分）
当 分）
%
=
e−
/
1− 2
= e−0.8 /
1−0.82
= 1.5%
= 0.8 T = 0.08s
时，
ts
=
4 n
=
4T
=
4 0.08 0.8
=
0.4s
（5
T 0.08
t p
= d
= n
= 1− 2
= 1− 2
= 0.42s 1− 0.82
2、当
%
=
e−
/
1− 2
= e−0.4 /
C. 输入幅值过大；
D. 闭环传递函数中有一个积分环节。
6、已知系统的开环传递函数为
100
，则该系统的开环增益为 (
)。
(0.1s +1)(s + 5)
A、 100
B、1000
C、20
D、不能确定
报考专业：
考生姓名：
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二、填空题(共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分)
1、一般开环频率特性的低频段表征了闭环系统的
4、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 c(t) = 1 − 2e−2t + e−t ，试求系统
传递函数 G(s)
3s + 2
。
(s +1)(s + 2)
三、计算分析题(30 分)
设系统闭环传递函数
(s)
=
C(s) R(s)
=
T
2s2
+
1 2Ts
+1
，试求：
1、 = 0.2；T = 0.08s ； = 0.8；T = 0.08s 时单位阶跃响应的超调量 % 、调
性能。
2、对于最小相位系统一般只要知道系统的
就可以判断其稳定性。
3、输入相同时，系统型别越高，稳态误差越
。
4、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 c(t) = 1 − 2e−2t + e−t ，试求系统
传递函数 G(s)
。
三、计算分析题(30 分)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
设系统闭环传递函数
(s)
=
C(s) R(s)
=
）
A．-1
B．-0.1
C．0.1
D．1
4、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 (
)。
A．增加开环极点；
B.在积分环节外加单位负反馈；
C. 增加开环零点；
D.引入串联超前校正装置。
5、系统在 r(t) = t 2 作用下的稳态误差 ess = ，说明 (
)
A. 型别 v 2 ；
B. 系统不稳定；
T
2s2
+
1 2Ts
+1
，试求：
1、（10 分）分别求 = 0.2；T = 0.08s ； 和 = 0.8；T = 0.08s 时单位阶跃响应
的超调量 % 、调节时间 ts （ =2% ）； 2、（10 分）分别求 = 0.4 ；T = 0.04s 和 = 0.4 ；T = 0.16s 时单位阶跃响应的
1−0.42
= 25.4%
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五、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 2 所示，
db
− 40dB / dec 40
− 20dB / dec
20
0
1
10
100
图2
1、(10 分)求系统的型别、开环增益及系统开环传递函数 G(s) ；
2、（10 分）求幅值穿越频率c 和开环相频特性(c ) ；
3、（5 分）求相位裕量 (c ) ；并利用相位裕量判断该系统的闭环稳定性。 六、计算分析题( 20 分)
已知某离散控制系统结构如图 3 所示，
1、（10 分）求 C(Z ) / R(Z ) 和 E(Z ) / R(Z ) ；
2、（10 分） 为保证系统稳定 K 和T 之间应满足什么关系？
r(t)
A.动态
B. 稳态
C. 相对稳定性 D. 响应的快速性
2、当二阶系统特征方程的根为具有负实部的复数根时，系统的阻尼比为（ ）
A．ζ<0 B．ζ＝0 C．0<ζ<1 D．ζ≥1
3、已知系统前向通道和反馈通道的传递函数分别为
G（s）=
10 s(s −
1)
,
H(s)
=
1
+
K
h
s
，
当闭环临界稳定时，Kh 值应为（
准考证号码：
密封线内不要写题
2020 年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题 （ B 卷)
科目代码： 827 科目名称： 自动控制原理
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 完后试题随答题纸交回。
一、选择题(共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分)
1、系统开环对数幅频特性 L(ω)中频段主要参数的大小对系统的（ ）性能无影响。
=
s2
n2 + 2ns + n2
，其中
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考生姓名：
n
=
1 T
1、当
%
=
e−
/
1− 2
= e−0.2 /
1−0.22
= 52.7%
= 0.2 T = 0.08s
时，
ts
=
4 n
=
4T
=
4 0.08 0.2
= 1.6s
（5
t p
= d
= n
= 1− 2
T = 0.08 = 0.26s 1− 2 1− 0.22
一、选择题(共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分)
1. B 2. C 3. 4.A 5.A 6.C
二、填空题(共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分) 1、一般开环频率特性的低频段表征了闭环系统的 稳态误差
性能。
2、对于最小相位系统一般只要知道系统的
型别 就可以判断其稳定性。
3、输入相同时，系统型别越高，稳态误差越 小 。
e(t)
T K
1 − e−Ts s
1
c(t)
(s + 2)
图3
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2020 年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题 （ B 卷)答案
科目代码： 827 科目名称： 自动控制原理
准考证号码：
密封线内不要写题
报考专业：
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
完后试题随答题纸交回。
超调量 % 、调节时间 ts （ =2% ）； 3、（10 分）根据计算结果，讨论参数 、T 对阶跃响应性能的影响。
四、计算题( 25 分)
已知系统的结构图如图 1 所示
N (s)
R(s) E(s) 0.02s +1
K
C (s)
s2 (s + 25)
Kts
图1
1、（5 分）确定 K 和 K t 满足闭环系统稳定的条件； 2、（10 分）求当 r(t) = t1(t) 和 n(t) = 0 时，系统的稳态误差 ess ； 3、（10 分）求当 r(t) = 0 和 n(t) = 1(t) 时，系统的稳态误差 ess 。