2013年中国科学院大学(国科大)857自动控制理论专业课考研真题

科目名称：自动控制理论第1页共5页中国科学院研究生院2012年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题科目名称：自动控制理论考生须知：1．本试卷满分为150分，全部考试时间总计180分钟。2．所有答案必须写在答题纸上，写在试题纸上或草稿纸上一律无效。3.可以使用无字典存储和编程功能的电子计算器。一、（共20分）某机电系统如图所示，其中M、k、f分别代表物体质量、弹簧的弹性系数、阻尼器的粘性摩擦系数，电磁线圈的反电势dtdxKeb1，线圈电流2i对衔铁M产生的力220iKF，求：（1）以)(sE为输入、)(sX为输出的系统信号流图；（10分）（2）传递函数sEsXsG/。（10分）1i2iRCLMkkfx科目名称：自动控制理论第2页共5页二、（共20分）用结构图化简方法求下图所示系统的闭环传递函数()()crXsXs。cXrX1W1H2W3W4W2H3H4H5W三、（共20分）已知系统结构图如下图所示，放大系数10K，求：（1）当0时，试确定系统的阻尼比，固有频率n和单位斜坡输入时系统的稳态误差；（6分）（2）当0.6时，求系统中的值和单位斜坡输入时的稳态误差；（7分）（3）若要使0.6，单位斜坡函数输入下的稳态误差0.2sse，试确定系统中的值，此时放大系数K应为多少。（7分）K1(2)ss()Rs()Cs()Ess科目名称：自动控制理论第3页共5页四、（共20分）某具有局部反馈的系统结构图如下图所示。要求：（1）画出当K由0变化时，闭环系统的根轨迹；（8分）（2）用根轨迹法确定，使系统具有阻尼比0.5(对复数闭环极点而言)时K的取值以及闭环极点的取值；（6分）（3）用根轨迹法确定，系统在单位阶跃信号下稳态误差的范围。（6分）K10.51s1(0.251)ss()Rs()Cs()Es五、（共20分）控制系统如下图所示。（1）概略绘制开环系统幅相特性曲线（Nyquist图）；（8分）（2）分析K值不同时系统的稳定性；（6分）（3）确定当11T，5.02T和75.0K时系统的幅值裕度。（6分）sRsC1121sTsTsK科目名称：自动控制理论第4页共5页六、（共25分）一单位负反馈最小相位系统的开环对数幅频特性如下图所示，其中虚线为校正前特性曲线，实线为加入串联校正装置后的特性曲线。（1）试写出串联校正前系统开环传递函数；（10分）（2）试写出串联校正后系统开环传递函数；（10分）（3）试写出串联校正装置的传递函数；（5分）dBL/)(1/s-20-20-400.11010-20-40-400.4232050200（七题、八题任选其一）七、（共25分）系统结构图如下图所示，已知()hGs为零阶保持器，10K，0.2Ts。试求：（1）系统的误差传递函数()()CzEz；（8分）（2）判断闭环系统的稳定性；（8分）（3）当()rt分别为1()t，t，20.5t时系统的稳态误差。（9分）)(tr)(tc2Ks)(sGh0.5s()et科目名称：自动控制理论第5页共5页八、（共25分）某单位负反馈的二阶系统（无闭环零点），其单位阶跃响应如图（a）所示；当ttr4sin3)(时，系统的稳态输出响应如图（b）所示，求：（1）闭环系统传递函数；（10分）（2）计算系统的动态性能（超调量%，调节时间st）；（7分）（3）求系统的截止频率c和相角裕度。（8分）（a）（b）