南航自控1998考研真题
硕士学位研究生招生考试《自动控制原理》试题
杭州电子科技大学硕士学位研究生招生考试《自动控制原理》试题（试题共十一大题，共6 页，总分150 分）姓名报考专业准考证号【所有答案必须写在答题纸上，做在试卷或草稿纸上无效！】一．判断题（正确的打4 ，错误的打x，本大题共10 小题，每题1 分，本大题共10 分）l、在水箱液位控制系统中，控制盘为液位高度。
（2、传递函数是指线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比值。
（）3、过阻尼系统因为布在振荡，将造成系统反应迟钝，因此一般控制系统应避免设计成过阻尼系统。
（4、如果保持二阶系统的阻尼比不变，减小｛（）n ，则将增大上升时间和峰值时间。
（）5、根轨迹起始于开环极点，终止于开环苓点。
（）性，距离（－1. JO）点越远，则闭环系统的相对稳定性就越高。
（）7、开环频域性能指标中的相角裕度y ，对应时域性能指标中的稳态误差 e ss 0（）8、相位迟后校正利用高频幅值衰减作用，使剪切频率减小，从而具有较大的稳定裕度。
（）9、在采样控制系统中，如果离散信号直接作用于被控对象，将得到离散的输出信号，所以需摆在被控对象前引入保持器。
（10、采样过程从物理上可以理解为脉冲调制过程。
（第l !)! J 是6 页二．单项选择题（本大题1共0 小题，每题2 分，本大题共20 分）l、温度计系统可以看作是一个惯性环节＿！＿。
用其测量水温，l分钟才能显示Ts+I出该温度的98%数值，则该惯性环节的时间常数T 大约为（〉。
(A) 15 秒（B) 20 秒（C) 25 秒（D) 30秒2、假设上题的时间常数T 大约为20 秒，若加热容器使水温按6 °C/min 的速度均匀上升，则温度计的稳态指示误差为（〉。
(A) 1.5 C (B) 2.0 C (C) 2.5 C (D) 3.0 C3、二阶系统的传递函数G(s) = , 1 ，则其阻尼比ζ 是（）。
4s" +2s+l(A)0.2 (B)0.25 (C) 0.5 (D）以上郁不正确K4、设单位负反馈控制系统的开环传递函G数(S）＝一一一一，其中K >O，α＞0 ,s(s ＋α）则关于闭环控制系统的稳定性，下列说法正确的是（）(A）仅与K 值大小有关(B) 仅与α值大小有关(C）与K 和a 值大小无关(D) 与K 和α值大小都有关105、某单位负反馈系统的开环传递函数为G(S）＝一一一一，则当输入为s(s+ 2)第2 页共 6 页r(t)=4+ St时，闭环系统的稳态误差为（〉。
自控考研真题、答案与详解
0）点可得：
20lg K = 0 ⇒ K = 1
转折处加入了一个二阶振荡环节，则开环传递函数可设为：
G(s) = 1 ⋅
ωn2
s s2 + 2ζωn s + ωn2
由转折点可知， ωn = 10rad/s 。
振荡环节在 ω = ωn 时的修正值为 −20 lg 2ζ 。由图知，修正值为 −10 − (−20) = 10 ，即：
2
网学天地（）出品
版权所有，翻录必究！
−20lg 2ζ = 10 ⇒ ζ = 1 2 10
则传递函数为：
G(s) =
1⋅ s s2
ωn2 + 2ζωn s + ωn2
=
s(s2
+
100 10s + 100)
开环对数相频曲线如图 1-4 所示。
（2）由图可知，在 L(ω)＞0dB 的范围内，对应的相频曲线对 −π 线无穿越，即 N+ = 0 ，
分别为输入和输出信号 u(t) 和 y(t) 的拉普拉斯变换。
解：由 L−1(sI − A)−1 = eAT ，可得：
(sI
−
A)−1
=
L(e AT
)
=
L
⎡e−t + te−t
⎢ ⎣
−te−t
te−t e−t − te−t
⎤ ⎥ ⎦
=
⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢⎣
s
1+ +1 −
(s
1 (s + 1)2
1 + 1)2
s3 1 10
s2 11 10
s1 100/11 0
s0 10 第一列系数均大于 0，故系统稳定。
系统稳定，输入信号拉氏变换为 R(s) = 1 ，故由输入信号引起的误差象函数在 s 右边平面 s2
考研真题自动控制原理答案
考研真题自动控制原理答案考研真题的自动控制原理答案通常会涉及到多个不同的问题和题型，包括选择题、填空题、简答题和计算题等。
以下是一份模拟的答案示例，用于展示如何回答自动控制原理的考研真题。
自动控制原理考研真题答案示例一、选择题1. 闭环控制系统的主要优点是（）A. 提高系统的稳定性B. 提高系统的快速性C. 提高系统的精度D. 所有以上答案：D2. 系统稳定性的判断方法中，最常用的是（）A. 奈奎斯特判据B. 伯德图C. 劳斯判据D. 根轨迹法答案：C二、填空题1. 一个典型的二阶系统，其开环传递函数为 \( G(s) =\frac{K}{(s+2)(s+4)} \)，其单位阶跃响应的超调量 \( \% \) 可以通过以下公式计算：\( \% = \frac{e^{(-\frac{b}{2a})}}{2} \)，其中 \( a \) 和 \( b \) 分别是传递函数中的系数。
答案：a = 1, b = 62. 系统的时间常数 \( \tau \) 与系统的自然频率 \( \omega_n \)之间的关系是 \( \tau = \frac{1}{\omega_n} \)。
答案：错误，应为 \( \tau = \frac{\omega_n}{Q} \)三、简答题1. 简述PID控制器的基本原理及其组成部分。
答案：PID控制器是一种常见的反馈控制器，它根据误差信号的当前值、过去值和未来预测值来调整控制量。
PID控制器由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。
比例部分对当前误差进行反应，积分部分对过去累积的误差进行反应，微分部分则预测误差的未来变化趋势。
四、计算题1. 给定一个系统，其开环传递函数为 \( G(s)H(s) =\frac{10}{s(s+2)(s+5)} \)，试求该系统的单位阶跃响应，并画出其阶跃响应曲线。
答案：首先，我们需要找到该系统的闭环传递函数。
假设闭环系统有单位负反馈，则闭环传递函数为 \( T(s) = \frac{G(s)}{1+G(s)H(s)} \)。
2012年南京航空航天大学820自动控制原理考研初试真题(A卷)
820 自动控制原理 第 3 页 共 4 页
πA 1.分析周期运动的稳定性； 2.求出稳定周期运动的振幅 A 和频率 ω 以及 c(t) 表达式。
图6
九. (本题 15 分) 某系统的状态空间模型为 x&1(t) = −x1(t) + 5x2 (t) x&2 (t) = −6x1(t) + u(t) y(t) = x1(t)
现采用状态反馈控制策略，即 u(t) = −k1x1(t) − k2x2 (t) + r(t) ，其中 k1,k2 为实常数，
R(s)
Gc(s)
K1 s(Ts + 1)
K 2 C分) 已知采样系统的结构图如图 5 所示，要求：
1.若使系统在 r(t) = t 作用时稳态误差为 0.1，试确定采样周期 T 的值；
2.求系统在上述采样周期下的单位阶跃响应 c* (t) （写出前三项即可）。
提示：Z[
四. (本题 15 分) 某系统的结构图如图 3，若要求输入信号 r(t) = t 时，稳态 误差 ess ≤ 2.25 ，同时系统单位阶跃响应无超调，试确定 K1 的值。
R(s)
1
C(s)
K1
s(s + 3)2
图3
五. (本题 15 分) 某单位负反馈系统的开环传递函数为
G(s)
=
K (0.2s +1)(0.1s +1) s2(s +1)(0.01s +1)
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
控制理论考研真题答案
控制理论考研真题答案控制理论是工程学中的一个重要分支，它涉及到系统性能的分析和设计，以确保系统能够按照预定的方式运行。
考研真题答案的提供，可以帮助学生更好地理解控制理论的核心概念和解题技巧。
以下是一些控制理论考研真题的答案示例：一、单选题1. 线性时不变系统（LTI系统）的主要特性是什么？- A. 线性- B. 时不变性- C. 稳定性- D. 所有上述选项答案：D2. 在控制系统中，开环增益（K）对系统性能的影响是：- A. 增加K可以提高系统的响应速度- B. 增加K可以提高系统的稳定性- C. 增加K可以减小系统的误差- D. 以上说法都不正确答案：A二、简答题1. 简述PID控制器的工作原理及其组成部分。
- PID控制器是一种常见的反馈控制器，它通过比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分来调整控制输入，以实现对系统输出的精确控制。
比例部分根据当前误差的大小来调整控制量；积分部分则考虑误差随时间的累积，以消除稳态误差；微分部分则基于误差的变化率，以预测并减少系统的过冲。
2. 什么是系统的稳定性，以及如何判断一个系统是否稳定？- 系统的稳定性指的是系统在受到扰动后，能否恢复到其平衡状态的能力。
判断一个系统是否稳定，可以通过检查其开环传递函数的极点位置。
如果所有极点都位于复平面的左半部分，则系统是稳定的。
三、计算题1. 给定一个二阶系统，其开环传递函数为：\[ G(s) = \frac{K}{(s+2)(s+5)} \]请计算该系统的单位阶跃响应，并分析其性能指标。
答案：首先，我们需要找到闭环传递函数。
假设闭环系统有一个单位负反馈，那么闭环传递函数为：\[ T(s) = \frac{K}{1 + KG(s)} \]将G(s)代入，我们得到：\[ T(s) = \frac{K}{s^2 + 7s + 10K} \]接下来，我们可以使用拉普拉斯变换求得时间域的响应。
通过求解特征方程，我们可以得到系统的自然频率和阻尼比。
南京航空航天大学920自动控制原理(专业学位)2012—2018年考研真题试题
L(ω) [−40]
[−20] 50
ω
2
10
[−40]
图3
920 自动控制原理(专业学位) 第 2 页 共 4 页
科目代码：920 科目名称：自动控制原理 第 1 页 共 4 页
R(s) − C(s) )。
三．(本题 15 分) 设某单位负反馈系统开环传递函数为
G(s)
=
s(s
K*
+ 1)(s
+
2)
试概略绘制 K * 从 0 → ∞ 变化时的闭环根轨迹，并求临界根轨迹增益及该增益对应的 三个闭环极点。
四．(本题 15 分) 设某单位负反馈系统开环传递函数为 G(s) = K s(s + a)
南京航空航天大学 2012 年硕士研究生入学考试初试试题ď A ྄Đ
科目代码： 920 科目名称： 自动控制原理(专业学位) 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，写在本试题纸或
草稿纸上均无效；③本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！
本试卷共 10 大题，满分 150 分。 一. (本题 15 分) 用梅逊公式求图 1 所示系统的闭环传递函数 C(s) 和 C(s) 。
10
s(s + 2)(s + 5)
1. 设计状态反馈控制律，将闭环极点配置在 − 5,−1 ± j 处； 2. 分析经状态反馈设计后，系统动态性能和稳态性能的变化。
南京航空航天大学820自动控制原理2012—2018年考研真题试题
r(t)
20
c(t)
s(0.2s +1)
Kts
图2
三. (本题 15 分) 已知某单位负反馈二阶系统，其开环极点数大于开环零点 数，在输入信号 r(t) = 1 + 2t + 3t 2 时，系统稳态误差 ess = 0.2 ，试求该系统
截止频率ωc = 10 时的相角裕度 γ 。
820 自动控制原理 第 1 页 共 4 页
1. 请概略绘制系统的开环对数频率特性曲线(波德图)，并判定使系统闭环 稳定的 K 值范围； 2. 绘制 K 从 0 → ∞ 时闭环特征根的轨迹，利用波德图中信息给出根轨迹穿 过 S 平面虚轴时的 K 和 ω 。
六. (本题 15 分) 系统结构图如图 4 所示（ K1 、 K 2 、T 均大于零） 1. 当 Gc (s) = 1时，试判断系统的稳定性； . 2. 若系统不稳定，加入校正网络 Gc (s) = τs + b ，试求此时使系统稳定τ 和 b 应满足的条件。
πA 1.分析周期运动的稳定性； 2.求出稳定周期运动的振幅 A 和频率 ω 以及 c(t) 表达式。
图6
九. (本题 15 分) 某系统的状态空间模型为 x&1(t) = −x1(t) + 5x2 (t) x&2 (t) = −6x1(t) + u(t) y(t) = x1(t)
现采用状态反馈控制策略，即 u(t) = −k1x1(t) − k2x2 (t) + r(t) ，其中 k1,k2 为实常数，
N (s)
R(s)
C(s)
G1 ( s )
G2 (s)
图1
二. (本题 15 分) 某系统的结构图如图 2 所示，要求： 1. Kt = 0 时，求系统在单位阶跃输入信号作用下的时域动态性能指标，超 调量σ % 和调节时间 ts （ Δ = 5% ），并概略绘出单位阶跃响应曲线 h(t) ； 2. 接上测速反馈 Kt s ，要求阻尼比ξ = 1 ，试确定 Kt 值，此时σ % = ? ，ts = ? ， 并概略绘出单位阶跃响应曲线。
南航考研真题答案
南航考研真题答案南京航空航天大学（简称南航）作为中国著名的高等学府之一，每年都有众多学子报考其研究生课程。
考研真题答案对于准备考研的学生来说，是复习和检验自己学习成果的重要资料。
以下是一份模拟的南航考研真题答案，仅供参考：一、选择题1. 根据题目所给的选项，正确答案是B。
解析：本题考查了对基本概念的理解，考生需要根据题目描述，结合相关知识点进行选择。
2. 正确答案是C。
解析：此题考查了考生对某一专业术语的掌握程度，正确答案需要考生对专业术语有深入的理解。
...二、填空题1. 题目要求填写的是某专业术语的定义，正确答案为“...”。
解析：考生需要准确记忆并理解该术语的含义，才能正确填写。
2. 题目要求填写的是公式，正确答案为“...”。
解析：公式的掌握是理工科考研的重要组成部分，考生需要熟练掌握并能够灵活运用。
...三、简答题1. 题目要求考生简述某理论的主要内容。
答案要点包括：...。
解析：考生需要对理论有全面而深刻的理解，能够条理清晰地表达出来。
2. 题目要求考生分析某一现象的原因。
答案要点包括：...。
解析：考生需要具备分析问题的能力，能够从不同角度探讨问题的原因。
...四、论述题1. 题目要求考生论述某一专业领域的发展趋势。
答案要点包括：...。
解析：考生需要对专业领域有深入的研究，能够结合实际，提出自己的见解。
2. 题目要求考生分析某一政策的实施效果及其影响。
答案要点包括：...。
解析：考生需要具备综合分析能力，能够从政策的实施效果和影响进行多角度的分析。
...五、案例分析题1. 题目提供了一个具体的案例，要求考生分析并给出解决方案。
答案要点包括：...。
解析：考生需要具备实际问题解决能力，能够结合案例具体情况，提出切实可行的解决方案。
...结束语考研是一个漫长而艰辛的过程，真题答案只是复习的一个环节。
希望考生们能够通过不断的学习和实践，提高自己的专业素养和解决问题的能力，最终在考研中取得优异的成绩。
南京航空航天大学 自动控制原理 专业学位 考研专业课真题硕士研究生入学试题
Rs
G1 H1
G4 G2
Y s
G3
H2 N s
图1
二（本题 15 分）控制系统如图 2 所示，其中 K1 、 K 2 为正的常数， 为非负常数，试 分析：
1. 值对系统稳定性的影响； 2. 值对系统单位阶跃响应动态性能的影响； 3. 值对系统单位斜坡响应稳态性能的影响。
R(s) E(s) K1
R(s)
C(s)
as 1
G(s)
图6 七、（本题 15 分）一离散系统如图 7 所示，采用单速同步采样方式工作，其中T 0.4 秒， 试分析:
1. 求控制器的脉冲传递函数表达式 G c (z) ； 2. 判断使系统稳定的 K 值范围； 3. 若 K 2.5 ，求在单位阶跃输入时，系统的稳态误差 e* () 。
南京航空航天大学
科目代码: 科目名称:
2018 年硕士研究生入学考试初试试题（ A 卷 ）
920 自动控制原理(专业学位)
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，写在本试题纸或草稿纸上均无
效；③本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！
本试卷共 10 大题，满分 150 分 一、（本题 15 分）已知某系统结构如图 1 所示，求Y (s) 的表达式。
的输出信号 c 的自振振幅和频率，分别画出信号 c、x、y 的稳态波形。
r0 x
1
y
5
c
0
s(s 2)2
1
2
图8
九、（本题 15 分）已知系统的状态空间表达式为
x
0 2
2 0
x
0 2
u
y 1 0 x
1. 分析该系统的能控性和能观性； 2. 设采样周期为T ，求离散化后系统的状态空间表达式； 3. 试求当离散化后系统能控能观时 T 的取值范围。
1998-2013年硕士研究生入学考试试题2
华北电力大学（北京）1998年硕士研究生入学考试试题1. 超高压输电线路采用紧凑型布置（缩小线间距离）可以提高线路输电功率，为什么？（5分）2. 设电力线路始端电压为1U ，末端电压为2U ，试定性地画出该线路空载和线路末端接入感性负荷时的电压相量图。
（10分）3. 针对电力系统负荷的三种变动，有功功率和频率调整也分为一、二、三次调整。
试将下列词组按其相关关系重新列表。
（5分）第一种负荷变动、第二种负荷变动、第三种负荷变动、周期长、周期中等、周期短、有功负荷最优分配、三次调频、二次调频、一次调频、调速器、调频器。
4. 简单电力系统如图1，节点1的电压1115U kV =，网络参数和其他节点的注入功率已标于图中。
求该系统的功率分布、节点电压和输电效率（不计电压降横分量影响）？（15分）5+j20Ω100+j60MVA图 15. 五节点电力系统节点导纳矩阵结构如图2，图中：“×”表示非零元素，“0”表示零元素。
设节点5为平衡节点，节点1为PV 节点，其余节点为PQ 节点。
求：（本题共15分）000000000000⨯⨯⎛⎫ ⎪⨯⨯⨯ ⎪ ⎪⨯⨯⨯ ⎪⨯⨯⨯ ⎪⎪⨯⨯⎝⎭图 2（1） 画出网络接线示意图；（2） 写出用直角坐标的牛顿-拉夫逊法求解该系统潮流分布时的修正方程表达式（雅可比矩阵中的非零元素用“×”表示，零元素用“0”表示；方程中的其他量用符号表示）。
6. 已知某变压器%10.5k U =，YNd11接线，试求其正、负、零序电抗的标么值分别是多少？（以变压器的额定值为基准）（5分）7. 在电力系统暂态稳定分析中，为什么一般不考虑发电机定子回路中的负序电流分量和零序电流分量？（8分）8. 某系统接线及各元件参数如图3所示，设在k 点发生三相短路。
若先100B S MVA =，B av U U =（即变压器变比取平均额定变比），试计算：（本题共12分）10.5/115kVG 40MWcos 0.8ϕ="0.2d x =0.2k U =图3（1） 变压器高压母线的短路容量k S ；（2） 流过短路点的短路冲击电流M i 的有名值（设 1.9M K =）。
南航自控9硕士研究生入学考试试题参考答案
一、问答题<本题共24分，每题6分）1、已知某系统闭环传递函数为，试估算系统单位阶跃响应的调节时间<=5%）。
2、某单位负反馈系统，其开环传递函数为G<s）二，当输入r<t）=3 时，试求该系统的稳定输出。
3、某系统的特征方程如下，+3+3+9-4s-12=Q请用劳斯判据判断系统的稳定性，并求出系统所有的特征方程。
4、已知系统的状态方程为二x+u<a为实数），试用李雅普诺夫第二方法判断系统的稳定性，并说明物理意义。
二、已知系统的结构图如图1所示1、求输入R<s）和扰动Nvs）同时作用下的系统输出Y<S ；2、若使系统输出完全不受扰动的影响，求，,,,,应满足的关系。
三、已知系统结构图如图2<a）所示，其中G<s）为无零点的二阶环节。
当（S>=Q时，系统单位阶跃响应如图2<b）所示r-H%)0 2(a)1.求G<S）的表达式。
2.若（S>=在输入r（t>=时，稳态误差为零，试确定a、b。
<15分）四、某正反馈系统的结构图如图3所示，试求：1.绘制参数a从0 Tx变化的根轨迹。
2•当系统稳定情况下，求阻尼比最小时的闭环传递函数。
<15 分）R⑸】(s + 4)(5 + a)+ ----------2s+3 v五、已知某最小相位系统的结构图如图4<a）所示。
其中，>0,前向通路G<s ）的对数幅频特性曲线如图4<b ）所示1. 求G<s ）的表达式。
2•用奈氏稳定判据分析使闭环系统稳定的的取值范围六、系统结构图如图5所示，已知K=10, T=0.1时，截止频率=5.若 要求不变，如何改变K 和T 才能使系统相角裕度提高？ <13分）七、某离散系统的结构图如图6所示,RG)1. 判断该系统的闭环稳定性；2. 若 r （t>=1（t>,求 c （2>、c （> 的数值。