武汉科技大学2019年《827自动控制原理》考研专业课真题试卷【含参考答案】

一、简答题（共 4 小题，每空 3 分，共 30 分）
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 h(t) = 5(1− e−5t ) ，则该系统的传递函数
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）
G(s ) 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；
Rr (s)
G 1(s )
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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) 。
R(s)
G1 ( s)
C1 ( s) T
G2 (s)
C2 (s) T
H (s) 图5
C(s) G3 (s)
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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
G(s ) 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
− 40dB / dec
− 20dB / dec

0
2
10
100
−40dB / dec
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）
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
报考专业：
姓名 ：
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+
设定点
Ur
Ue 控制器
U 功率放大器
M
走料 光电位置 机构 传感器
Uf
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) 。
Rr (s)
G 1(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 h(t) = 5(1− e−5t ) ，则该系统的传递函数
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）
给定电位器 Ur
Ue
控制器
U
功率放大器
电机
Uf 光电传感器
走料机构
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) 。
要条件？
R(s)
K
C(s)
T -
s(s +1)
图3
3、（10 分）已知某控制系统开环传递函数为
10
，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。
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，
db
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
（1）系统的输入量：给定电位器电压U r
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。
Rn (s) G2(s)
C(ຫໍສະໝຸດ Baidu)
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 ，试选择参数 K 和 的值以满足
s(s +1)
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
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