东华理工大学 2017 年硕士生入学考试初试试题自动控制原理.docx

注意：答案请做在答题纸上，做在试卷上无效东华理工大学 2017 年硕士生入学考试初试试题科目代码： 828;科目名称：自动控制原理；（ A 卷）适用专业（领域）名称： 控制工程一、填空题：（共 15 空，每空 2 分，共 30 分）1. 人们对自动控制系统的基本要求是，。2状态空间表达式是由方程与方程组成3. 根据阻尼比V的变换，二阶系统可以分为欠阻尼、临界阻尼与过阻尼，请写出此三类阻尼所对应的阻尼比V的范围，。4. 型系统对数幅频特性的低频段是一条斜率为的直线。5. PID控制器的输入-输出关系的传递函数为，由于积分环节的引入可以改善系统的性能。6. 系统能控性描述的是与的关系。7 根轨迹起始于，终止于二、简答题：（共 2 小题，每小题 10 分，共 20 分）1. 请描述传递函数的定义？（4分）传递函数与状态空间表达式是描述系统的两种数学模型的基本形式，请问它们在描述系统上有什么区别？（6分）2. 在典型输入信号作用下，任何一个控制系统的时间响应都是由哪两个过程组成？对这两个过程的定义进行描述？（10分）三、计算题：（共 2 小题，共 20 分）1.已知系统方框图如图 3.1 所示,1)请画出信号流图; （3 分）2) 用梅森增益公式求系统传递函数。（10 分）图 3.1 系统框图第 1 页，共 3 页注意：答案请做在答题纸上，做在试卷上无效2. 闭环系统的特征方程为：s4 + 3s3 - 4s2 - 6s + 6 = 01) 试用劳斯判据判别该系统的稳定性? （4 分）2) 若系统不稳定，求出系统在 s 右半平面的根的个数或虚根的个数。（3 分）四、计算题：（共 7 小题，共 80 分）1设系统结构图如图 4.1 所示，若要求系统具有性能指标d =d% = 20%p，t p = 1s ，阻尼比V= 0.46 。1）确定系统参数 k 与t？（10 分）2）计算单位阶跃响应下的特征量tr 与ts (取误差带为 0.02)？（4 分）图 4.1 控制系统结构图2已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=50s(0.1s +1)(2s +1)，1）试求位置误差系数K ，速度误差系数pK ，加速度误差系数vK ；（9 分）a2）试求输入r(t) = 2 + 2t 时，系统的稳态误差。（5 分）3. 已知一单位负反馈系统的开环传递函数为：G(s)=K (s +1) s(s - 3)1）绘制该系统的根轨迹，并求出分离点、与虚轴的交点，标注在根轨迹图上；（9 分）2）当系统为临界阻尼时，系统的增益 K 值。（3 分）4已知单位负反馈系统开环传递函数为：G(s)=10s(s 5 +1)(s 200 +1)1）绘制对数幅频渐近特性曲线和对数相频曲线，简述绘制过程；(5 分)2）算出截止频率wc 。（2 分）5. 已知单位负反馈系统开环传递函数G(s)H (s)=1s(s +1)(s + 2)试绘制系统的概略开环幅相曲线(奈圭斯特曲线)，简述绘制过程.(7 分)第 2 页，共 3 页注意：答案请做在答题纸上，做在试卷上无效6 已知系统状态空间表达式为：0 10 x& = x + 0 01 y = 1 0xu1）采用两种方法求取以下系统的状态转移矩阵.(10 分)2）初始状态x(0)1= ，输入u(t) 为单位阶跃函数，求状态空间表达式的解。(6 分)17. 判断系统-4 5-5 x& = x + 10 1 y = 1 0xu的能控性与能观测性。(10 分)第 3 页，共 3 页