02-09年武汉理工大学自控试卷留空试卷

武汉理工大学2002年研究生入学考试试题课程代码：476 课程名称：自动控制原理（共2页，共10题，答题时不必抄题，标明题目序号）一、系统方框图如图所示，试求0=a 时，系统的ξ及n ω值。

如果要求707.0=ξ，试确定a 值和调整时间（取误差带为5%）。

（10分）二、系统结构图如图所示，当22)(t t r =时，要求系统的稳态误差4<ss e ，求满足要求的开环增益K 的范围。

（10分）三、已知系统的特征方程为：0108744423456=+--+-+s s s s s s ，试确定在s 平面右半部的特征根数目，并计算其共轭虚根之值。

（10分）四、已知单位负反馈系统的开环传递函数为：（10分）)3()1()(-+=s s s K s G1.试画出∞→=0K 时的闭环根轨迹。

2.求使闭环系统稳定的开环增益K 的范围。

五、（10分）已知一单位反馈最小相角系统的对数幅频特性)(ωL 如图所示。

1.写出对应的开环传递函数。

2.写出相频特性)(ωϕ的表达式。

六、已知零阶系统如图所示，其中ZOH 为零阶保持器，T=1秒，试求闭环脉冲传递函数。

（10分）七、系统状态方程如下，请判别系统的状态可控性、可观性和输出可控性。

（10分）u x x ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=010010100240231 ，x y ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=100001八、求下列齐次状态方程的解：（10分）X X ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=1101九、造纸过程中的一个重要目标是：保持一定的纸浆浓度，然后才能顺利地烘干、成卷。

按标准稀释粘稠纸浆的控制系统如图（a ）所示，兑水的多少决定了纸浆的浓度。

系统的信号流图如图（b ）所示，其中1)(=s H ，且18)(+=s K s G c ，)14(1)(+=s s G ，试确定：（a ）闭环传递函数)(/)()(s R s Y s T =；（b ）当浓度的预期输入为阶跃信号s A s R /)(=时，求系统的稳态误差；（c ）若要求稳态误差小于1%，确定K 的取值。

（10分）至烘干、成形等工序(b)十、简要分析连续系统和离散系统中劳斯判据及根轨迹法判断系统稳定性的异同点。

（10分）武汉理工大学2003年研究生入学考试试题课程代码：476 课程名称：自动控制原理（共2页，共9题，答题时不必抄题，标明题目序号）一、简要回答下列问题：（每题8分，共32分）1.简述劳斯判据的基本内容和两种特例的处理方法。

2.简述现代控制理论与古典控制理论在研究对象、研究方法等方法的差别。

3.简述一个计算机控制系统的组成和各组成部分的作用。

4.描述系统动态性能的指标有哪些，给出它们的定义。

二、单位负反馈系统的开环传递函数为：)1()1()(221++=s T s s T K s G K ，)0,,(21>T T K ，输入2)(t t r =，试求系统能稳定工作且稳态误差01.0≤ss e 时，系统各参数应保持的关系。

（15分）三、设如图（a ）所示系统的单位阶跃响应如图（b ）所示，试确定1K 、2K 和a 的值。

（15分）(b)四、（15分）已知负反馈系统的开环传递函数为：15.0)15.0()(2+++=s s s K s G K ， （1）绘制K 从0到∞+变化时，系统的概略根轨迹图； （2）确定根轨迹在实轴上的分离点和相应的K 值。

五、已知某反馈系统的开环传递函数为：)31)(1()(s s s Ks G K ++=，试绘制其幅相频率特性的大致图形，并确定使系统稳定的K 值范围。

（15分）六、已知某最小相位系统的对数幅频特性如图所示，试确定其开环传递函数。

（15分）)s七、已知某采样系统如图所示，T=1秒，试求闭环脉冲传递函数。

（15分）八、有一系统传递函数为)2(20)()(+=s s s U s Y ，试写出其可控规范型实现，并用状态反馈的方法，使得闭环系统的极点为33j ±-。

（14分）九、（14分）已知线性系统的状态转移矩阵)(t Φ为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+---=Φ--------t t tt t t t t e e ee e e e e t 22222222)(，试求系统的状态矩阵A 。

武汉理工大学2004年研究生入学考试试题课程代码：476 课程名称：自动控制原理（共2页，共10题，答题时不必抄题，标明题目序号）一、系统结构图如图1所示，试求系统传递函数)()()(s R s C s =Φ。

（15分）二、已知单位反馈控制系统的开环传递函数为：)12)(1()1()(+++=s s s s K s G τ，请在以K 为横坐标，τ为纵坐标的平面上，确定系统为稳定的区域。

（15分）三、已知某单位负反馈的二阶系统，其开环传递函数为：)2()(2n n s s s G ξωω+=，用实验法获得其零初始状态下的单位阶跃响应曲线如图2所示，时间单位为s ，试求： 1）传递函数中的参数ξ及n ω；（9分） 2）系统在单位斜坡输入下的稳态误差。

（6分）图2 单位阶越响应四、已知某负反馈的开环传递函数为：2)5.0()(+=s s Ks G ，试绘制系统的闭环根轨迹的大致图形。

并确定根轨迹的分离点坐标和根轨迹与虚轴的交点坐标。

（15分）五、已知某单位负反馈系统的固有部分（控制对象）的传递函数为)1(10)(0+=s s s G ，串联超前校正装置的传递函数为19.7163.2)(++=s ss G C ，试绘制校正后系统的对数幅频特性图，并简要说明该校正装置对系统性能的影响。

（15分）六、已知系统的开环传递函数为)5)(1()(++=s s Ks G K ，（1）求系统的相位稳定裕量为︒45时的K 值。

（8分） （2）在（1）所求的K 值下，计算增益稳定裕量。

（7分）七、系统结构图如图3所示，其中ZOH 为零阶保持器，采样周期s T 25.0=。

输入信号t t r +=2)(，要求稳态误差小于5.0，求K 。

（15分）图3八、已知系统的传递函数为：86243)(23++++=s s s s s G ，求状态反馈阵使系统的闭环极点为1-、22j +-及j 22--。

（15分）九、已知系统阵为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=5610A ，求系统的状态转移阵。

（14分）十、已知系统的状态空间描述为：u x r s x ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=1000110000 ，x q y ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=00100。

分析系统的状态能控性、状态能观性及输出的能控性。

（16分）武汉理工大学2005年研究生入学考试试题课程代码：476 课程名称：自动控制原理（共2页，共10题，答题时不必抄题，标明题目序号）一、（15分）已知系统结构图如下图，请写出其闭环传递函数)()()(s R s C s =Φ。

二、（12分）已知控制系统的结构图如下图，输入为单位阶跃信号，求零初始条件下的输出响应)(t c 。

三、（18分）已知单位反馈系统的开环传递函数为：)86()(2*++=s s s K s G ，试画出该系统闭环根轨迹图，并求出根轨迹与实轴和虚轴的交点。

四、（18分）单位负反馈的开环传递函数为：)2()(+=s s Ks G ，对系统阶跃响应的设计要求为：峰值时间s T P 1.1=，超调量为%5=。

a 、试判断系统能否同时满足这两个指标的要求？b 、若不能同时满足上述要求，试确定增益K 的折衷值，使系统能够满足按相同比例放大两个指标的设计要求。

五、（15分）a 、确定系统对斜坡输入t t r =)(的稳态误差表达式，其中K 、m K 、b K 为未定参数。

b 、若10=m K ，05.0=b K ，选择K 的取值，使系统的稳态误差等于1。

六、（15分）系统的特征方程为：0)155(10)1(23=+++++K s s K s ，0>K ，试确定系统失稳前K 的最大取值。

当取该最大值时，系统会出现持续振荡，试求系统的振荡频率。

七、（15分）已知某负反馈系统的开环传递函数为：)12)(1(14)(2+++=s s s s s G K 。

试用奈奎斯特判据分析系统的稳定性。

八、（12分）已知单位反馈控制系统的开环传递函数为：21)(sas s G K +=，试确定相角裕度为︒60时参数a 的值。

九、（15分）设单位负反馈系统的控制对象和串联校正装置传递函数分别为：)11.0(200)(+=s s s G ，s s s G C 009.01036.01)(++=试画出校正后系统对数幅频特性渐进图形，并陈述校正装置对系统特性的影响。

十、（15分）已知某系统结构图如下图所示，试分别求)(1)(t t r =和t t r 5)(=时的稳态误差。

其中采样周期)(1s T =。

武汉理工大学2006年研究生入学考试试题课程代码：476 课程名称：自动控制原理（共3页，共10题，答题时不必抄题，标明题目序号）一、已知某系统结构图如下图，请写出其闭环传递函数)()()(s R s C s =Φ。

（15分）二、已知控制系统的结构图如下图，要使系统对于)(t r 而言是Ⅱ型的，试确定参数0K 和τ的取值，其中K 、1T 、2T 为已知参数。

（15分）三、（18分）单位反馈系统的开环传递函数为：)5)(2()(*++=s s s K s G ，（1）试画出该系统闭环根轨迹图。

（2）计算当系统地一个闭环极点61-=s 时，其余的两个闭环极点2s 和3s ，并确定相应的开环增益K 的值。

四、（15分）反馈控制系统结构图如下图所示，求满足下列条件的三阶系统的传递函数)(s G 。

（1）单位阶跃输入引起的稳态误差为0。

（2）系统的特征方程为046423=+++s s s 。

五、反馈控制系统如下图所示，要求能够的阻尼比7.0=ξ，试确定f K 值并计算动态性能指标）（S P t t %,,δ。

（15分）六、（15分）单位反馈系统的开环传递函数为：)5/1)(3/1()(s s s Ks G ++=，若要求闭环特征方程的根的实部小于1-，求K 值得取值范围。

七、（15分）已知某负反馈系统地开环传递函数为：)110)(11s .0(2)(2++=s s s G使用奈奎斯特判据分析系统地稳定性。

八、已知控制系统的结构图如图所示，当10=K ，1.0=T 时，截止频率5=C ω。

若要求C ω不变，如何选择K 、T 值才能使系统的相角裕度提高︒45。

（12分）九、已知最小相位系统的开环对数幅频特性如下图所示，试写出其开环传递函数，并判断闭环系统的稳定性。

（15分）)s十、已知某系统结构图如下图所示，试求系统的脉冲传递函数并判断闭环系统地稳定性，其中采样周期)(1s T =。

（15分）武汉理工大学2007年研究生入学考试试题课程代码：476 课程名称：自动控制原理（共2页，共10题，答题时不必抄题，标明题目序号）一、（15分）某系统结构图如图1（a ）所示。