东北大学自动控制原理王建辉清华大学模拟题

考研专业课2013《考研专业课高分资料》东北大学《自动控制原理》模拟题北京总部考研专业课研发中心北京总部售后电话[phone]《考研专业课高分资料》之模拟题2/11考研专业课研发中心目录第五模块模拟试题.........................................................................................................................3东北大学自动控制原理模拟试题及答案（一）.................................................................3东北大学自动控制原理模拟试题及答案（二）.................................................................8《考研专业课高分资料》之模拟题3/11考研专业课研发中心第五模块模拟试题东北大学自动控制原理模拟试题及答案（一）所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效！一、简答：（合计25分,共5个小题，每题5分）1）控制系统的阶次是如何定义的？答：系统传递函数特征方程s算子的最高阶次就是控制系统的阶次。2）如何从微分方程求得传递函数？需满足什么条件？答：在零初始条件下，对微分方程用拉普拉斯变换，就可以求得传递函数。3）系统闭环频宽的含义？答：闭环对数幅频特性曲线中，－3dB对应的频率，就是系统的闭环频宽。4）简述Nyquist图和Bode图的对应关系。答：5）列表阐述0、I、II型系统分别对单位阶跃、斜坡和加速度信号的响应误差。二、改错：（合计15分,共5个小题，每题3分）6）II型系统的Bode图幅频特性曲线中，穿越频率和开环增益的值相等；I型系统不相等()1kWj()1kWj()1kWj负负实实轴轴NNyyqquuiisstt图图BBooddee图图0dB线0dB线上0dB线下－线k0∞∞00kk∞阶跃斜坡加速度0型I型II型《考研专业课高分资料》之模拟题4/11考研专业课研发中心7）劳斯稳定判据只能判断线性定常系统的稳定性，不可以判断相对稳定性；可以8）命题a：阻尼比决定了超调量的大小。命题b：相位裕量决定了超调量的大小。命题a和命题b是矛盾的。不矛盾9）闭环传递函数中积分环节的个数决定了系统的类型。10）开环11）5）Mason增益公式适用于线性和非线性定常系统。线性定常系统12）（本题合计25分）13）已知单位负反馈系统的开环传递函数为()(1)(0.51)KGssss，14）绘制该系统的根轨迹；（10分）15）为保证该系统稳定,试确定K的取值范围；（5分）16）若该系统存在二阶闭环主导极点,并该主导极点的阻尼比为0.5，求系统的性能指标。（10分）(21nnsj2/1%100%e3snt)17）解:开环传递函数为:2()(1)(0.51)(1)(2)KKGsssssss1)绘制系统根轨迹18）起点:0,-1,-2终点:无穷远19）实轴根轨迹:(-,-2),[-1,0]20）渐近线与实轴交点:-1交角60,180,30021）分离点:''()()()()0DsNsNsDs-0.423,-1.577(舍去)22）与虚轴交点:s=j代入32()3220DssssK得2,3K0L()/dB-20/(rad/s)1-40-6025《考研专业课高分资料》之模拟题5/11考研专业课研发中心23）24）2)03K25）3)221,210.510.5nnnnsjj26）特征根的和332(0.5)ns27）23223()322()0.50.75nnDssssKsss28）32714,,3327nsK29）1,20.330.58sj30）22220.436()20.660.436nnnsssss31）2/1%100%16.3%e32）339.090.50.66snt（本题合计35分）某单位负反馈最小相位系统,其闭环对数幅频特性曲线如图所示，试求：1）系统的闭环传递函数；（5分）2）求系统的开环传递函数并绘制开环Bode图；（10分）3）求该系统的相位裕量，并判断稳定性；（10分）4）如果信号()sin(2)rtt作为闭环系统的输入，请写出输出信号()yt的表达式。（10分）《考研专业课高分资料》之模拟题6/11考研专业课研发中心解：1）110()11(1)(2)(5)(1)(1)(1)25sssssss()10()1()(2)(5)sGsssss2）22()1010/17()1()(817)2411717sGssssssss3）因为是一型系统，所以穿越频率10/170.5882c2817180()18090arctan1179019.4570.55ccc所以系统稳定。4）110()11(1)(2)(5)(1)(1)(1)25sssssss231010()(1)(2)(5)108(17)jjjjj223210()(18)(17)j《考研专业课高分资料》之模拟题7/11考研专业课研发中心3217()arctan18j所以2223210(2)0.6(18)(17)j=0.592332217(2)arctan4018j()(2)sin(2(2))0.6sin(240)ytjtjt《考研专业课高分资料》之模拟题8/11考研专业课研发中心东北大学自动控制原理模拟试题及答案（二）所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效一、单项选择题（在每小题的四个备选答案中选择正确答案，共20分）1、一阶系统的闭环极点越靠近S平面原点：A、准确度越高B、准确度越低C、响应速度越快D、响应速度越慢2、已知系统的传递函数为1sKeTS，其幅频特性()Gj应为：A、1KeTB、1KeTC、221KeTD、221KT3、下列串联校正装置的传递函数中，能在1c处提供最大相位超前角的是：A、1011ssB、1010.11ssC、210.51ssD、0.11101ss4、适合应用传递函数描述的系统是：A、单输入，单输出的线性定常系统；B、单输入，单输出的线性时变系统；C、单输入，单输出的定常系统；D、非线性系统。5、非单位反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，则输入端定义的误差E(S)与输出端定义的误差*()ES之间有如下关系：A、*()()()ESHSESB、*()()()ESHSESC、*()()()()ESGSHSESD、*()()()()ESGSHSES6、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的：A、闭环零点和极点B、开环零点C、闭环极点D、阶跃响应二、分析计算题（共80分）1、系统结构如图1所示，试求系统的超调量%和调节时间st。（本题10分）R(S)C(S))5(25ss《考研专业课高分资料》之模拟题9/11考研专业课研发中心图12、某单位反馈系统的开环传递函数为（本题15分）*(1)()()(3)KSGSHSSS－（1）绘制K从0~变化的根轨迹（要求出：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。3、已知系统结构如图2所示，求传递函数)()(SRSC（本题15分）R(S)C(S)图24、已知最小相位系统的开环对数幅频特性)(L和串联校正装置的对数幅频特性)(CL如图3所示：（本题25分）（1）写出原系统的开环传递函数G(S),并求其相角裕度；（2）写出校正装置的传递函数)(SG；（3）画出校正后系统的开环对数幅频特性)(L，并求其相角裕度。)(L50db-202G3G1G1H4G《考研专业课高分资料》之模拟题10/11考研专业课研发中心40db30db10db-4000.010.10.3211020-20db-60-30db-40db)(CL图35、已知单位负反馈系统的开环传递函数为()(0.11)(0.21)KGSsss，试求：（本题15分）（1）使系统稳定的K值；（2）若r(t)=2t＋2时，要求系统的稳态误差为0.25，问K应取何值。答案一、答案：CDBABCADCB评分标准：每小题2分二、1、答案：%16.31.4ss＝％t评分标准：10分，每一问5分2、答案：（1）*1333K12ad＝d（2）13K评分标准：15分第一问10分，第二问5分3、答案：()12314()12314123141CSRSGGGGGGGGGGHGGHG＝评分标准：15分（按步骤给分）4、答案：（1）(1)(1)1020KGSSS＝K=100033.4《考研专业课高分资料》之模拟题11/11考研专业课研发中心(2)3.12511001cSGS＝(3)0100(3.1251)(1)(1)(1001)1020'57.7cSGGSSSS＝评分标准：25分第一问10分，第二问5分，第三问10分5、答案：（1）015K（2）K=8评分标准：15分第一问8分，第二问7分