2012年南京理工大学自动控制原理考研真题

合集下载

自动控制原理试题库(含答案)

一、填空题（每空 1 分，共15分）1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。

2、复合控制有两种基本形式：即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。

3、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s，则G(s)为G1(s)+G2(s)（用G1(s)与G2(s)表示）。

4、典型二阶系统极点分布如图1所示，ω，则无阻尼自然频率=n2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。

3、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统稳定。

判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。

4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。

5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++，则其开环幅频特性为，相频特性为arctan 180arctan T τωω--。

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 ω对应时域性能指标调整时间s t ，它们反映了系统动态过程的。

1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性和准确性。

Z 是指系统的性能要求可以概括为三个方面，即：稳定性、准确性和快速性，其中最基本的要求是稳定性。

2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为()G s ，则该系统的开环传递函数为()G s 。

3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有微分方程、传递函数等。

4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用劳思判据、根轨迹、奈奎斯特判据等方法。

自动控制原理考试试卷及答案30套

第 5 页共 70 页
自动控制原理试卷 A（3）
1、．（10 分）已知某单位负反馈系统的开环传递函数为 G ( s ) =
6 ，试求系统的单位脉 s ( s + 5)
冲响应和单位阶跃响应。 2、（10 分）已知单位负反馈系统的闭环零点为 -1，闭环根轨迹起点为 0，-2，-3，试确定系统稳定时开环增益的取值范围。 3、（10 分）已知系统的结构图如下，试求：（1）闭环的幅相特性曲线；（2）开环的对数幅频和相频特性曲线；（3）单位阶跃响应的超调量σ%，调节时间 ts；（4）相位裕量γ，幅值裕量 h。
' 近线如图。要求校正后幅值穿越频率 wc 。试求校正装置传递 = e （ l , c, d , e ,均为给定正常数）
函数 G c ( s ) 和校正后开环传递函数 G ( s ) 。
答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html
1 和 G（jω）的交点是否为自振点。 N ( x)
答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html
第 3 页共 70 页
自动控制原理试卷 A（2）
1．（10 分）已知某单位负反馈系统的开环传递函数为 G ( s ) = 冲响应和单位阶跃响应。 2．（10 分）设单位负反馈系统的开环传递函数为 G ( s ) =
K ， S ( S + 2S + 1)
2
试绘制 K 由 0→+∞变化的根轨迹。若用角平分线法进行校正（超前），使校正后有复极点
−
S + Zc 1 3 ± j ，求校正装置 Gc ( s ) = ( Z c < Pc ) 及相应的 K 值。 2 2 S + Pc

自动控制原理八套习题集_(含答案),科

自动控制原理1一、单项选择题（每小题1分，共20分）9. 一阶微分环节Ts s G +=1)(，当频率T=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为（） A.45° B.-45° C.90° D.-90° 10.最小相位系统的开环增益越大，其（）A.振荡次数越多B.稳定裕量越大C.相位变化越小D.稳态误差越小11.设系统的特征方程为()0516178234=++++=s s s s s D ，则此系统（） A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。

12.某单位反馈系统的开环传递函数为：())5)(1(++=s s s ks G ，当k =（）时，闭环系统临界稳定。

A.10B.20C.30D.4013.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ，则此系统中包含正实部特征的个数有（） A.0 B.1 C.2 D.3 14.单位反馈系统开环传递函数为()ss s s G ++=652，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（） A.2 B.0.2 C.0.5 D.0.05 15.若已知某串联校正装置的传递函数为1101)(++=s s s G c ，则它是一种（）A.反馈校正B.相位超前校正C.相位滞后—超前校正D.相位滞后校正 16.稳态误差e ss 与误差信号E (s )的函数关系为（）A.)(lim 0s E e s ss →= B.)(lim 0s sE e s ss →=C.)(lim s E e s ss ∞→= D.)(lim s sE e s ss ∞→=17.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（） A.减小增益 B.超前校正 C.滞后校正 D.滞后-超前 18.相位超前校正装置的奈氏曲线为（）A.圆B.上半圆C.下半圆D.45°弧线 19.开环传递函数为G (s )H (s )=)3(3s s K,则实轴上的根轨迹为（）三、名词解释（每小题3分，共15分） 31.稳定性32.理想微分环节 33.调整时间 34.正穿越 35.根轨迹四、简答题（每小题5分，共25分）36.为什么说物理性质不同的系统，其传递函数可能相同 ? 举例说明。

南京理工大学自动控制原理题库No8(含答案)

课程教学大纲编号： 100102课程名称：自动控制原理学分 4.5 试卷编号：100102008 考试方式：闭卷考试考试时间： 120 分钟满分分值： 100 组卷年月： 2000/5 组卷教师：向峥嵘审定教师；陈庆伟一．选择题（10分）：1. 若某系统的Bode 图已知，其低频处的幅频特性是一条斜率为20dB/dec -的直线，且当1=ω时幅值为20dB ，相频 90)0(-→ϕ，则该系统（）（1）是0型系统；（2）是I 型系统；（3）开环放大倍数为10；（4）开环放大倍数为10；（5）有一个积分环节。

2. 在下列系统中，属于线性系统的有（）（1）)()(20t ax t x i =； (2))()(2)(4)(000t x t x t x t xi =++ ；（3）)(5)(4)(3)(2000t x t tx t x t x t i =++ ；（4）)()()()()(20000t x t x t x t x t x i =++ ；3. 若系统（或元件）的某输入输出的拉氏变换分别为)(),(0s x s x i ，对应的传递函数记为G(s)，则（）(1) 在零出始条件下，)()(G(s)0s X s X i =； (2) )()(G(s)0s X s X i =，不管出始条件是否为零均成立； (3) 若g(t)为单位脉冲响应，则L[g(t)]G(s)=；(4) G(s)反映了系统本身的固有特性；(5) 因为G(s)表示某种比值，所以肯定没有量纲。

4．二阶系统的传递函数为4462++s s ，则系统（）（1）为过阻尼系统；（2）为临界阻尼系统；（3）增益为6；（4）增益为1.5；（5）其阶跃响应为衰减振荡曲线。

5．在)(s R e >0的条件下，dt te st ⎰∞-0cos ω =( )(1)22ωω+s ； (2) 22ω+s s ； (3) 222ω+s s ； (4) 222ωω+s 二．判断题（10分）：1. 单位负反馈系统的开环传递函数为)1()12(2++Ts s s k ，如果k 充分大系统就不稳定；（）；2. 高阶系统的动态性能总可以近似用二阶系统的计算公式来计算系统的阶跃响应性能指标（）；3. 线性定常系统的稳定性只与闭环系统特征根有关（）；4. 系统的稳态误差有系统的开环放大倍数k ν及系统类型数来决定（）；5. 开环稳定的系统将其闭环后的系统一定稳定（）。

南京理工大学自动控制原理题库(有答案解析)

课程教学大纲编号：100102课程名称：自动控制原理学分 4.5试卷编号：100102026考试方式：闭卷考试考试时间：120分钟满分分值：100组卷年月：2000/5组卷教师：向峥嵘审定教师；陈庆伟一．（20分）简答题1．试举例说明负反馈控制的基本原理，要求画出方框图。

2．频率特性的定义是什么？在Bode 图上各频段反映了系统哪方面的性能？3．对典型的二阶系统进行测速反馈校正，画出校正后系统的方框图，并简述校正原理和校正效果。

4．证明对于最小相位系统，当幅频特性已知时，有唯一确定的相频特性。

二．（5分）求图示网络的传递函数，其中)t (U c 是网络的输入电压，)t (U 0是网络的输出电压，R,L,C 分别是电容、电感、电阻的阻值、电感量及电容量。

三．（6分）设系统的脉冲响应函数如下，试求这些系统的传递函数。

)e e (.)t (g )()t sin(t )t (g )(t .t.20500202441051-=++=-π四．假设闭环传递函数为2222nn ns s ωξωω++的二阶系统在单位阶跃函数作用下的输出响应为)1.536.1sin(25.11)(2.1 +-=-t e t C t ,试计算系统的参数n ,ωξ,并通过ξ及n ω计算给足系统的调整时间和超调量。

(050.=∆)五.(10分)对于如图所示系统，试确定：1.使系统稳定的a 的值范围；2.试系统特征根均位于s 平面中的1-=e R 垂线左边的a 的值范围。

六.(9分)已知某系统的结构图如图所示，当输入)t (l )t (r =,干扰)(11.0)(t t n ⋅=时，求系统的稳态误差。

七.(15分)设单位反馈控制系统的开环传递函数为)s s )(.s )(s (s k )s (G *1365312++++=,试绘制系统的概略根轨迹,并分析系统的稳定性及阶跃响应的振荡性.八.(5分)已知二阶系统的开环幅相频率特性如图,其中p 为开环不稳定极点的个数,γ为开环积分环节的个数.试判断系统闭环的稳定性。

南京理工大学自动控制原理期末考试试题及答案解析 (10)

课程教学大纲编号： 100102 课程名称：考试方式：组卷年月：
自动控制原理
闭卷考试 2000/5 考试时间： 120 组卷教师：
学分分钟
4.5
试卷编号：100102030 满分分值：审定教师； 100
一.(12 分)简答题
1. 某系统的根轨迹均在实轴上,能否认为该系统对单位阶跃信号的响应无振荡, 为什么? 2. 传递函数的定义是什么?用传递函数求出的微分方程的解是否为全解？ 3. 系统在跟踪指令信号时,出现无穷大的稳态误差, 是否可以说该系统是不稳定的, 为什么?
学分
4.5 100
教学大纲编号：考试时间： 120
100102 分
满分分值
一.(12 分) 二.(15 分) F 三.(6 分) T T F F F F F T F
(a)
1G 1 1G
( b)
1G 1G
四.(6 分)
E 2( s)
E1( s )

R1 R 2Cs 1
R 2
五.(10 分)
(2)有积分作用
G c ( s ) 20( 1
800( 1 G c ( s )G ( s )
1 Td s ) Tr s
10s 2 80s 800 800( 1 Tr s Td Tr s 2 )
Tr s( 10s 2 80s 800)
特征方程式: 10Tr s 3 80Tr s 2 800Tr s 800 800Tr Td s 2 0
一闭环系统的动态结构图如图所示： 1．试确定系统的暂态指标 % 20%, t s 1.8( s ), 0.05 条件下的系统 k1 , 值。 2．求上述系统的位置误差系数 k p ,速度误差系数 kv ,加速度误差系数 k a 及响应的稳态误差.(输入信号分别为单位阶跃,单位斜坡,单位加速度函数。)

2019年南京理工大学自动控制原理真题

南京理工大学2012年研究生入学考试试题科目代码：081101 科目名称：控制理论基础和电路满分：150分注意：①认真阅读答题纸上的注意事项；②所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸上或草稿纸上无效；③本试题纸随答案纸一起装入试题袋中交回！一：控制理论基础部分一、（共20分）系统结构图如图1所示：（1）写出闭环传递函数)()(s R s C ,)()(s N s C 表达式；（2）要使系统满足条件：707.0=ξ,2=n ω,试确定相应的参数K 和β值；（3）求此时系统的动态性能指标s t ,00σ；（4）当r(t)=2t+sint 时，求系统由产生的稳态误差ss e ；（5）确定)(s G n ，使干扰)(t n 对系统输出)(t c 无影响。

二、(共10分)已知某单位反馈系统的开环传递函1K )(8.0+=-s e s G s试确定系统稳定的K 值范围。

三、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函图1(1)()()(3)r K s G S H S s s +=－，试求：（1）绘制该系统以根轨迹增益Kr 为变量的根轨迹（求出：分离点、与虚轴的交点等）；（2）求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K 的取值范围。

四、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函)11.0)(1()110()(2+++=s s s s K s G ，要求：（1）试绘制出系统开环概略对数幅频曲线；（2）用奈氏判据确定系统稳定的增益K 值。

五、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函)12.0)(11.0()(++=s s s K s G ，若要求校正后系统的静态误差常熟V K =30/S,相对裕度γ≥040,开环系统的截止频率3.2w ≥c rad/s,试设计校正装置。

注意：2012年考试改革，考了自动控制原理和电路两部分，其中自控75分，电路75分，大家复习只需要复习自控部分即可。

南京理工大学自动控制原理题库NO21(含答案)

课程教学大纲编号： 100102课程名称：自动控制原理学分 4.5 试卷编号：100102021 考试方式：闭卷考试考试时间： 120 分钟满分分值： 100 组卷年月： 2000/5 组卷教师：向峥嵘审定教师；陈庆伟一．（10分）是非题：1．闭环控制系统是自动控制系统，开环控制系统不是自动控制系统（）。

2．闭环控制系统的稳定性，与构成他的开环传递函数无关（），与闭环传递函数有关（）；以及与输入信号有关（）。

3．控制系统的稳态误差与系统的阶数有关（）；与系统的类型有关；（）与系统的输入信号有关；（），以及与系统的放大倍数有关。

（）4．前向通道传递函数为)k (s k02>的单位负反馈系统能无差的跟踪斜波信号（）。

5．最小相位系统是稳定的控制系统（）。

二．（10分）填空题图示系统的开环放大倍数为，静态位置误差为，静态速度误差为，误差传递函数)s (R )s (E 为，当输入信号4=)t (r 时，系统的稳态误差ss e 。

三．（10分）填空题在频率校正法中，串联超前校正是利用串联矫正装置在系统的频区产生相角，以提高系统的，且使幅值穿越频率c ω ，从而系统的响应速度。

串联滞后校正是利用校正装在频区产生的特性，以使c ω ，达到提高的目的，校正后的系统响应速度。

四．（10分）计算作图题化简如图所示的结构图，并求闭环传递函数)s (R )s (C 。

五．（10分）一个开环传递函数为 )s (s k )s (G 1+=τ的单位负反馈系统，其单位阶跃响应曲线如图所示，试确定参数k 及τ。

六．（8分）设单位负反馈系统的开环传递函数为)s .(s )s (G 110100+=，试计算系统的响应控制信号t sin )t (r 5=时的稳态误差。

七．（10分）设某系统的开环传递函数为)Ts (s k)s (H )s (G 1+=，现希望系统特征方程的所有根都在a s -=这条线的左边区域内，试确定满足此要求k 的值和T 值的范围)a (0>。

自动控制原理试卷及答案20套

D.抛物线响应函数答 ( )
3、(本小题 3 分) 如图所示是某系统的单位阶跃响应曲线，下面关于性能指标正确的是――
h (t )
1 .3
1.02
1
0
t
2
B.
4
C.
6
8
10
12
14
A.
t r 6s
t s 4s
t p 14s
D.
% 30%
答
( ) 4、(本小题 5 分)
W (s)
答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html
第 7 页共 42 页
QQ753326843
考研直通车
6．已知非线性控制系统的结构图如图 7-38 所示。为使系统不产生自振，是利用描述函数法确定继电特性参数 a,b 的数值。（15 分）
答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html 第 1 页共 42 页
QQ753326843
考研直通车
r _
e
2 0 1
u
1 s2
c
六、采样控制系统如图所示，已知 K 10, T 0.2s ： 1．求出系统的开环脉冲传递函数。 1 2 2．当输入为 r (t ) 1(t ) t * 1(t ) 2 t * 1(t ) 时，求稳态误差 e ss 。
第 5 页共 42 页
QQ753326843
3．当输入为
1 2 2
考研直通车
r (t ) 1(t ) t * 1(t ) t * 1(t ) 时，求稳态误差 e ss 。
R(s)
E (s)
1 e sT s

南京理工大学自动控制原理题库No33(含答案)

课程教学大纲编号： 100102课程名称：自动控制原理学分 4.5 试卷编号：100102033 考试方式：闭卷考试考试时间： 120 分钟满分分值： 100 组卷年月： 2000/5 组卷教师：向峥嵘审定教师；陈庆伟一．（13分）简答题1.试举一例负反馈控制的基本原理。

（要求画出方框图） 2. 写出PID 控制律的数学表达式；3. 系统的开环对数幅频率特性的中频段反映了控制系统的什么性能？通常应如何设置？4. 为什么要建系统的数学模型？常用的系统数学模型有哪些？（至少三种）。

二．（10分）选择题1．线性系统的传递函数与系统的（）有关；（1）输入及输出；（2）输入；（3）结构；（4）输入及结构。

2．开环稳定的系统，其闭环（），开环不稳定的系统，其闭环（）；（1）不一定稳定；（2）不一定不稳定；（3）一定稳定；（4）一定不稳定；3．传递函数中s 的量纲为（）；（1）秒；（2）无量纲；（3）1-秒（4）与具体的物理元件有关；4．静态误差系数描述了系统稳态误差的大小，动态误差系数描述了系统动态过程误差大小，该说法（）。

（1）正确；（2）不正确；（3）不一定正确；5．当∞→ω时，各型系统的幅相曲线均趋于零，从第几象限趋于零取决于（）；（1）分母的阶次；（2）分子的阶次；（2）分母与分子的阶次和；（4）分母与分子的阶次和。

6．两个二阶系统系统的超调量相等，则此两个系统具有相同的（）； d n )(k )()()(ωξω43217．系统的幅频特性和相频特性取决于（）；（1）系统的输入；（2）系统本身的结构和参数；（3）系统的输出；（4）初始条件。

8．一阶系统的时间常数越大，系统（）；（1）响应速度越快；（2）精确度越高；（3）响应速度越慢；（4）精确度越低。

9．已知系统的传递函数为 s s .e )s (G 20-=，其相频特性)j (G ω为（）ωωωω-----+- 904209032090220901)(.)(.)(.)(三．（5分）如图所示系统，试画出其方框图，并求出传递函数。

2012年南京理工大学电力电子考研真题与答案

u2 O ud
t

O id O i2 O
Id
t
t

Id
t
②输出平均电压 Ud、电流 Id，变压器二次电流有效值 I2 分别为
Ud＝0.9 U2 cosα＝0.9×100×cos30°＝77.97（V） Id＝Ud /R＝77.97/2＝38.99（A） I2＝Id ＝38.99（A）
载波比 N 等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步的方式称为同步调制。同步调制的主要特点是：在同步调制方式中，信号波频率变化时载波比 N 不变，信号波一个周期内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的。当逆变电路输出频率很低时，同步调制时的载波频率 fc 也很低。fc 过低时由调制带来的谐波不易滤除。当负载为电动机时也会带来较大的转矩脉动和噪声。当逆变电路输出频率很高时，同步调制时的载波频率 fc 会过高，使开关器件难以承受。 4 交流调压和交流调功电路有什么区别？答：交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同，二者的区别在于控制方式不同。交流调压电路是在交流电源的每个周期对输出电压波形进行控制。而交流调功电路是将负载与交流电源接通几个周波，再断开几个周波，通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。 5 换流方式有哪几种，各有什么特点？答：换流方式有 4 种：器件换流：利用全控器件的自关断能力进行换流。全控型器件采用此换流方式。电网换流：由电网提供换流电压，只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。负载换流：由负载提供换流电压，当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时，可实现负载换流。强迫换流：设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流。通常是利用附加电容上的能量实现，也称电容换流。晶闸管电路不能采用器件换流，根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流 3 种方式。

南京理工大学自动控制原理题(有答案解析)

3．计算系统的相角裕度；
4．试求静态误差系数k pkv 和ka
七．（12 分）
图中所示为三个系统开环频率特性的 Nyquist 图的负频率部分，P 是G( s)H( s) 的右极点数。试说明闭环系统是否稳定，为什么？
八．（10 分）
已知一校正装置的传递函数为Gc ( s)
10s 1 100s 1
八.(10 分)
Gc (s)
Ts 1 Ts 1
10
T 10 是属滞后网络;
R1 , R 2 ,C 2 应满足
T R 2C 2
R1 R2 R2
G( s) ks s2 s 1
1.开环极点 1 j 3 22
开环零点 0 2.实轴轨迹 [ 0,)
3.渐进线: 180
4.分离点: d 1 此处 k 1 当出射角 240
系统的稳定域 0 k 振荡特性 0 k 1 振荡 1 k 不振荡.
六.(15 分) 略
七.(12 分) (a) 从 ,Nyguist 曲线,顺时针保围 ( 1, j 0) 点两次. R 2 ,闭环右极点 Z P R 2 ,
四．（10 分）
设系如图所示统结构，试确定闭环系统稳定时 k 和k2 的可调范围。
五．（13 分）
设某系统的开环传递函数为G( s)
s2，并大致分
析系统性能（稳定性及振荡性）
六．（15 分）
图示为最小相位系统的开环对数幅频特性。 1．试写出系统的开环传递函数； 2．作出开环系统的极坐标图，并用 Nyquist 稳定判据判别闭环系统的稳定性；
课程教学大纲编号： 100102
课程名称：自动控制原理
学分 4.5
考试方式：闭卷考试组卷年月： 2000/5

自动控制原理试题库20套及答案详解

第 1 页一、填空（每空1分，共18分）1．自动控制系统的数学模型有、、、共4种。

2．连续控制系统稳定的充分必要条件是。

离散控制系统稳定的充分必要条件是。

3．某统控制系统的微分方程为：dtt dc )(+0.5C(t)=2r(t)。

则该系统的闭环传递函数 Φ(s)= ；该系统超调σ%= ；调节时间t s (Δ=2%)= 。

4．某单位反馈系统G(s)=)402.0)(21.0()5(1002+++s s s s ，则该系统是阶型系统；其开环放大系数K= 。

5．已知自动控制系统L(ω)曲线为：则该系统开环传递函数G(s)= ；ωC = 。

6．相位滞后校正装置又称为调节器，其校正作用是。

7．采样器的作用是，某离散控制系统)()1()1()(10210TT e Z Z e Z G -----=（单位反馈T=0.1）当输入r(t)=t 时.该系统稳态误差为。

二. 1.求：)()(S R S C （10分）R(s)第2页2.求图示系统输出C（Z）的表达式。

（4分）四．反馈校正系统如图所示（12分）求：（1）K f=0时，系统的ξ，ωn和在单位斜坡输入下的稳态误差e ss.（2）若使系统ξ=0.707，k f应取何值？单位斜坡输入下e ss.=？第 3 页（1）（2）（3）五.已知某系统L （ω）曲线，（12分）（1）写出系统开环传递函数G （s ）（2）求其相位裕度γ（3）欲使该系统成为三阶最佳系统.求其K=？，γmax =?六、已知控制系统开环频率特性曲线如图示。

P 为开环右极点个数。

г为积分环节个数。

判别系统闭环后的稳定性。

第 4 页七、已知控制系统的传递函数为)1005.0)(105.0(10)(0++=s s s G 将其教正为二阶最佳系统，求校正装置的传递函数G 0（S ）。

（12分）一.填空题。

（10分）1.传递函数分母多项式的根，称为系统的2. 微分环节的传递函数为3.并联方框图的等效传递函数等于各并联传递函数之4.单位冲击函数信号的拉氏变换式5.系统开环传递函数中有一个积分环节则该系统为型系统。

考研自动控制原理习题集及其解答

自动控制原理习题及其解答第一章（略）第二章例2-1 弹簧，阻尼器串并联系统如图2-1示，系统为无质量模型，试建立系统的运动方程。

解：(1) 设输入为y r ，输出为y 0。

弹簧与阻尼器并联平行移动。

(2) 列写原始方程式，由于无质量按受力平衡方程，各处任何时刻，均满足∑=0F ，则对于A 点有021=-+K K f F F F其中，F f 为阻尼摩擦力，F K 1，F K 2为弹性恢复力。

(3) 写中间变量关系式220110)()(y K F Y Y K F dty y d f F K r K r f =-=-⋅=(4) 消中间变量得 020110y K y K y K dtdy f dt dy f r r=-+- (5) 化标准形 r r Ky dtdyT y dt dy T +=+00 其中:215K K T +=为时间常数，单位[秒]。

211K K K K +=为传递函数，无量纲。

例2-2 已知单摆系统的运动如图2-2示。

(1) 写出运动方程式 (2) 求取线性化方程解：（1）设输入外作用力为零，输出为摆角θ ，摆球质量为m 。

（2）由牛顿定律写原始方程。

h mg dtd l m --=θθsin )(22其中，l 为摆长，l θ 为运动弧长，h 为空气阻力。

（3）写中间变量关系式)(dtd lh θα= 式中，α为空气阻力系数dtd l θ为运动线速度。

（4）消中间变量得运动方程式0s i n 22=++θθθmg dt d al dtd ml （2-1)此方程为二阶非线性齐次方程。

（5）线性化由前可知，在θ ＝0的附近，非线性函数sin θ ≈θ ，故代入式（2-1）可得线性化方程为022=++θθθmg dt d al dtd ml 例2-3 已知机械旋转系统如图2-3所示，试列出系统运动方程。

解：（1）设输入量作用力矩M f ，输出为旋转角速度ω 。

（2）列写运动方程式f M f dtd J+-=ωω式中， f ω为阻尼力矩，其大小与转速成正比。

2012年南京理工大学自动控制原理考研真题 (2)

南京理工大学2012年硕士学位研究生复试笔试试卷试卷编号：519考试科目：控制综合满分：100分时间：120分钟一、（15分）已知图1系统采用单速同步采样工作方式，采样周期T=0.1。

试求：图1（1）闭环脉冲传递函数C(z)/R(z);(2)使系统稳定的K值范围；（3）K=1时系统在单位阶跃函数作用下c(t)的稳态值。

二（10分）、设某非线性系统结构如果所示，试绘制输入信号为r(t)=-2·1(t)+0.4t时在e-e平面上的相轨迹。

三、已知线性系统状态方程为初试时刻t0=0，初始状态与零输入响应的对应关系如下：是确定系统矩阵A 及状态转移矩阵。

四、（本题共20分）已知被控系统的传递函数为1()(1)(3)s G s s s +=++。

（1）试写出该系统的二阶能控标准型实现。

试问对该实现是否可引进状态反馈，使得闭环系统具有期望的极点{}1,2−−？，若可以，试设计状态反馈增益矩阵。

（2）试写出该传递函数的二阶能观能观标准型实现。

试问对该系统是否可引进状态反馈，使得闭环系统具有期望的极点{}1,2−−，若可以，试设计状态反馈增益矩阵。

五、（8分）什么叫DMA 传送方式？DMA 控制器8237的主要功能是什么？六、某系统中设置两片8259A 级联使用，一片为主8259A;一片为从8259A,接主8259A 的IR3端。

若已知主8259A 的IR0、TR5和从8259A 的IR2、IR3分别接有一个外部中断源。

已知主8259A 的中断类型码分别为40H 和45H,其段基址为2000H,偏移地址分别为5440H 和3620H;所有中断都采用电平触发方式、特殊完全嵌套、普通EOI 结束。

（设主8259A 的端口地址为F0F8H 和F0F9H,从8259A 的端口地址为F0FAH 和F0FBH ）.(1)将各中断入口写入中断入口地址表；（2）编写全部初试化程序七、已知电路如图所示。

图中开关可接1、2、3位置。

中科院2012自动控制原理考研真题答案

0
T
T
r t t ，单位速度误差： essv
0.5
lim(z 1)G2 (z) 0.4
z 1
r
t

0.5t 2
，单位加速度误差：
essa

lim(z
T2 1)2G2 (z)

z 1
八、（读二阶系统单位阶跃响应图和正弦响应图，求传递函数，并计算参数，本题无解）
A 1) 设闭环系统的传递函数为：(s)
1
400 10 s 2 化简： G s
s s 0.4s 10s 20
3)
Gs 串联校正装置的传函为： Gc s G0 s
10

s 2
1

s
1

s 3

1

s

s 10

1

，设第二个比较点的误差信号为
e1(t) ，其采样信号为 e1* (t) ，相应的拉式变换用大写字母表示
则 C(s) E1*(s)Gh (s)G0 (s) ，对 C(s) 离散化
C* (s) E1* (s)GhG0* (s) ，Z 变换，
C(z) E1(z)G(z) ，其中 G(z) Z GhG0*(s)
一、（传递函数建模，信号流图和梅逊增益公式）

1) 对衔铁，由牛顿第二定律列方程，得： F0 M x f x 2kx
X s
1
拉氏变换得：

F s Ms2 fs 2k
对电路，将电磁反电动势等效为电源 eb ，拉氏变换得： Eb s K1sX s
设电路中间点的电压为 U，流过电容的电流为 i0 ，如图：

南京理工大学自动控制原理期末考试试题及答案解析 (2)

a
因为设 S S1 是轨迹上任意一点，则带入相角方程 4 s1 2 ( 2k 1) 得 s1 2
( 2k 1) a 4
又
s1 的任意性，故重合。
（1）稳定性分析，由图知轨迹与虚轴的交点 j j 2 此处
k* ( s 2) 4
1
s j2
课程名称：
试卷编号：100102045 钟
自动控制原理
考试方式：闭卷考试
学分
4.5 100
教学大纲编号：考试时间： 120
100102 分
满分分值
一．（10 分）简答题略二．（6 分） 0.0125 G( s ) s 1.25 三．（8 分）
G 1G 2 C( s ) R ( s ) 1 G 1G 2 H
九.(10 分)
已知单位负反馈最小相位系统的开环折线对数幅频特性如图,求出 : 1.开环传递函数 G 0 ( s ) ； 2.画出开环对数相频特性趋线；
3.求出开环比例系数和截止角频率 c 。
十.(15 分)
设系统的开环传递函数为 G ( s ) 1．证明系统是不稳定的； 2．现采用 Gc ( s )
k * 64
k 4
故稳定域（2） % 16.3%
0k 4
有 0.5
作 60
与轨迹交：
s1 0.73 j1.27
有对称性 s 2 0.73 j1.27
k * ( 0.73 j1.27 2) 4 10.41
此时
k
k* 0.65 16 s2 的 s3 s4 为 s 4 3.27 j1.27
10s 1 的校正装置对系统进行串联校正,试问校正后系统能否满足 100s 1

(完整版)现代控制理论试卷和答案解析总结

2012年现代控制理论考试试卷一、（10分，每小题1分）试判断以下结论的正确性，若结论是正确的，（ √ ）1. 由一个状态空间模型可以确定惟一一个传递函数。

（ √ ）2. 若系统的传递函数不存在零极点对消，则其任意的一个实现均为最小实现。

（ × ）3. 对一个给定的状态空间模型，若它是状态能控的，则也一定是输出能控的。

（ √ ）4. 对线性定常系统x Ax =&，其Lyapunov 意义下的渐近稳定性和矩阵A 的特征值都具有负实部是一致的。

（ √ ）5.一个不稳定的系统，若其状态完全能控，则一定可以通过状态反馈使其稳定。

（ × ）6. 对一个系统，只能选取一组状态变量；（ √ ）7. 系统的状态能控性和能观性是系统的结构特性，与系统的输入和输出无关；（ × ）8. 若传递函数1()()G s C sI A B -=-存在零极相消，则对应的状态空间模型描述的系统是不能控且不能观的；（ × ）9. 若一个系统的某个平衡点是李雅普诺夫意义下稳定的，则该系统在任意平衡状态处都是稳定的；（ × ）10. 状态反馈不改变系统的能控性和能观性。

二、已知下图电路，以电源电压u(t)为输入量，求以电感中的电流和电容中的电压作为状态变量的状态方程，和以电阻R2上的电压为输出量的输出方程。

（10分）解：（1）由电路原理得：112212111122211111LL cLL ccL Ldi Ri u udt L L Ldi Ri udt L Ldui idt c c=--+=-+=-222R Lu R i=1122111122210110011L LL Lc cRi iL LLRi i uL Lu uc c⎡⎤--⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎣⎦ggg[]122200LR Lciu R iu⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦二．（10分）图为R-L-C电路，设u为控制量，电感L上的支路电流和电容C上的电压2x为状态变量，电容C上的电压2x为输出量，试求：网络的状态方程和输出方程，并绘制状态变量图。