823自动控制原理试题2014.doc
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河南科技大学
2014年硕士研究生入学考试试题
考试科目代码:
823考试科目名称:
自动控制原理
(如无特殊注明,所有答案必须写在答题纸上,否则以“0”分计算)
一、判断题(在后面的括号里正确的打√,错误的打╳)(每空2分,共20分)
1.线性系统的传递函数与系统的结构、参数以及输入信号有关;()
2.单位负反馈系统的开环传递函数为,如果k充分大系统就不稳定;()
3.线性定常系统的稳定性只与闭环系统特征根有关;()
4.稳态误差为无穷大的系统是不稳定的系统;()
5.幅频特性相同的系统相频特性必相同;()
6.Bode图的横坐标是对数分度的;()
7.当系统输入正弦信号时,系统的稳态输出称之为频率特性;()
8.若某系统的Bode图已知,其低频处的对数幅频特性是一条斜率为的直线,则该系统是I型系统;()
9.串联滞后校正是利用校正网络的滞后特性改善系统性能的;( )
10.二阶系统的闭环传递函数为,则系统为过阻尼系统。
()
二、简单计算题(共30分)
1.(8分)系统的结构图如图1所示,试求出该系统的传递函数。
图1
2.(5分)已知系统的开环幅相频率特性曲线
如图2所示,其中V为积分环节数,P为右半平
面的开环极点数,试判定系统的闭环稳定性,若系
统闭环不稳定,确定其右半平面的闭环极点数。
3.(6分)非线性系统线性部分的奈氏图、非线性部分的负
倒描述曲线如图3(a)、(b)所示,试判断各系统是否稳定,是否图2
存在自激振荡。
(a)(b)
图3
4.(6分)控制系统的结构图如图4所示,
图4
求系统的无阻尼自然振荡频率、阻尼比和超调量,当参考输入为时,系统的稳态误差。
5.(5分)试确定使下列系统状态完全能控的和的关系式。
三、(10分)已知某单位负反馈系统的开环传递函数,为保证系统稳定,并且在作用下的稳态误差,试确定K的取值范围。
四、(15分)已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为,试求:
1.写出系统的根轨迹方程;
2.画出从变化时,闭环系统的根轨迹图(要求写出主要绘图过程);
3.确定使系统稳定的取值范围;
4.求出系统在临界阻尼状态()时的闭环传递函数。
五、(15分)最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如图5所示,
图5
1.确定系统的开环传递函数;
2.画出该系统的开环概略幅相特性曲线(写出主要作图步骤);
3.用奈奎斯特稳定判据判断该单位负反馈系统的闭环稳定性;
4.计算该系统的相角裕度和幅值裕度。
六、(10分)已知一单位负反馈最小相位系统的固有部分及串联校正装置的对数幅频特性如图6所示,
1.写出相应的传递函数;
2.写出校正后的系统传递函数;
3.计算系统校正前后的相角裕度和。
图6
七、(15分)离散时间系统如图7所示,要求:
1.求系统的开环脉冲传递函数和闭环脉冲传递函数;
2.当时,求系统的稳态误差。
图7
八、(13分)已知非线性系统的结构图如图8所示,图中非线性环节的描述函数,试用描述函数法分析系统的稳定性,若存在稳定的自激振荡,确定自激振荡的振幅和频率。
图8
九、(10分)系统结构图如图9所示所示,图中均是实常数。
试建立系统的状态空间表达式,并确定系统状态能观时应满足的条件。
图9
十、(12分)已知线性定常系统的状态方程和输出方程为,试判断能否通过状态反馈将极点配置在处?
若能,求出状态反馈矩阵;若不能,请说明理由。
第4页(共4页)
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