哈尔滨工业大学控制科学与工程2009年复试试题

Q2 、 Q3 的初态均为 0。
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Q1
Q2
Q3
CP
Q F1 D Q
Q F2 D Q
Q F3 D Q
Rd
CP
Q1 Q2 Q3
图7
三、自动控制元件（每题 10 分，共计 60 分） 1、 （10 分）分析步进电机在高频运行时转矩下降的原因，提出相应的改善方法？ 2、 （10 分）分析说明控制系统对测量元件都有什么基本要求？永磁直流电动机能用 来测转速吗？写出相应的关系式。 3、 （10 分）有一调速系统，要求转速在 1600 转/分左右长期运行，如果采用变频调速 方法，有三种功率相同，极对数分别为 1 对、2 对、3 对的异步电动机备选。请你分 析应用以上三种电机哪个更合理，并说出另两个不合理的理由。
R
2k
A1 Dz
V
A2
K
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Ui
RL
图4
2、(20 分)差动输入放大器如图 5 所示，设输入电压 ui1 为三角波，变化范围为 0 3V ，
ui 2 为在 0 4V 之间变化的方波，试画出输出电压 u0 的波形，并注明电压变化范围。
RF
u i1
3V
20k
t
u i1
ui 2
本部工程型( )
深圳研究生院( )
2、答案务必写在答题纸上，并标明题号。答在试题上无效。 题号 一 分数 60 分
一、电路（每题 20 分，共计 60 分） 1、 (20 分)在图 1 电路中，t 0 时处于稳态，t 0 时开关突然断开，R1 2 ，R2 3 ，
二 80 分
三 60 分
图8
R1 RF R1
u0
10k
ui 2
4V
t
u0
t
图5
3、 (20 分)图 6 所示电路是由两片 T 4161组成的计数器， 试分析输出端 Y 的脉冲频率与 CP 脉冲频率的比值是多少，其中 T 4161的真值表为表 1。
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1 &
1 &
Q0 S1 S2 CP 1 CP D0
Q1
Q2
Q3 C0 LD Cr
Q0 S1 S2 CP D0
Q1
Q2
Q3 C0 Y LD Cr
T 4161(1)
D1 D2 D3
T 4161(2)Baidu Nhomakorabea
D1 D2 D3
图6 表1 功能 说明 清零 预置 进位 保持 保持 计数 输入
CP
输出
Cr
0 1 1 1 1 1
LD

S1

S2

D0

D1

D2

D3

Q0
4、 （10 分）在轿厢式电梯的电梯门控制系统中，要求在关门动作时， 初始段速度快，当到达一定位置后速度减慢，此时，当门夹到人或物 第 6 页 体时可以堵转且力小于一定的值（即此时机械特性很软） 。请你选择电 共 6 页 机和调速方法实现上述功能， 并说明理由和画出相应的机械特性曲线。 （要求实现方法简单经济） 5、 （10 分）请说出异步电机的调速方法都是什么？说出两种改变转差率的方法，并 定性画出相应的机械特性曲线，说明其适合应用的领域？ 6、 （10 分）桥式 PWM 功率放大器，其负载为电阻—电感负载，工作在双极性方 式，平均电流为零（占空比为 50%） ，请画出流过负载的电流波形，并写出一个 周期内电流走过的路径？
总分 200 分
8 R3 2 ， R4 4 ， R5 ， C 1F ， us 8V ，求 t 0 时响应 uc (t ) 的表达式。 3
R5

R1
C
R3
u c
us

R2
R4
图1
2、 (20 分)在图 2 所示电路中含有理想运算放大器， 负载 RL 可调。 求 RL 为何值时能获得最大功率，并求出最大功率。
0 A 1
Q1
0 B 1
Q2
0 C 1
Q3
0 D 1
C0
0 0 1 0 0 0




0




1
0
A

B

C

D

1 1 1
0 1
保持 保持 计数

1
4、(20 分)试画出图 7 所示电路在 CP 信号作用下 Q1 、 Q2 、 Q3 的输出电压波形， Q1 、
2k

1V
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1k

1k

2k
RL
图2 3、(20 分)求图 3 中 U 的值。

1H
U
1H
2H
5t A

图3
二、电子电路（每题 20 分，共计 80 分） 1、(20 分)在图 4 所示电路中，输入电压 U i 40V ，稳压管稳定电压 U z 10V ，稳定 电流 I z 5mA ，最大稳定电流 I z max 20mA ， RL 2k 。问： （1）当 K 闭合时，直流电压表及直流电流表的读数各为多大？ （2）若 U i 波动 10% ，该电路能否正常工作？ （3）若将 K 打开， U i 仍为 40V ，此时稳压管中的电流为多少？ （4）能否与稳压管串接一个直流电流表测量稳压管中的电流？
哈尔滨工业大学
二○○九年硕士研究生入学考试复试试题
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考试科目：电路,电子技术,自控元件 报考专业：控制科学与工程学科_ 是否允许使用计算器：[ 是 考生注意： 1、请将 A、B、C、D、E 填入括号内，A 表示第一志愿，B 表示第二 志愿，C 表示第三志愿，D 表示第四志愿，E 表示第五志愿，若不填按放 弃处理。 本部学术型( ) 本部应用型( ) 威海校区( ) ]