资源描述
科目代码：920 科目名称：自动控制原理(专业学位) 第1 页 共 4 页 南京航空航天大学 2018 年硕士研究生入学考试初试试题 （ A卷 ） 科目代码: 920 科目名称: 自动控制原理(专业学位) 满分: 150 分 注意: 认真阅读答题纸上的注意事项；所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无 效；本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！ 本试卷共 10大题，满分 150分 一、 （本题 15 分）已知某系统结构如图 1 所示，求 ) (s Y 的表达式。 1 G R s 2 G 3 G Ys 4 G Ns 2 H 1 H图 1 二（本题 15 分）控制系统如图 2 所示，其中 1 K 、 2 K 为正的常数， 为非负常数，试 分析： 1. 值对系统稳定性的影响； 2. 值对系统单位阶跃响应动态性能的影响； 3. 值对系统单位斜坡响应稳态性能的影响。 图 2 1 K s K 2 s 1 ) (s R ) (s C ) (s E 科目代码：920 科目名称：自动控制原理(专业学位) 第2 页 共 4 页 三、 （本题 15分）已知 I 型系统结构如图 3所示， ) (s G n 为前馈控制器，且至多有一个 零极点，PI 为比例积分控制器，b为反馈系数。 1. 当 ) ( 1 ) ( t t r ， 0 ) ( t n 时， ) 6 2 3 cos( 3 4 2 ) ( 5 . 0 t e t c t ； 2. 当 t t r cos 1 ) ( ， t t n sin ) ( 时，系统稳态输出 t t c ss sin 2 2 ) ( ； 试确定 ) (s G n 、PI 参数和b。 () Cs () R s () n Gs () Ns b 2 1 s 5 21 s 图 3 四、 （本题 15 分）控制系统如图 4 所示， 0 k 。试画出系统的根轨迹，分析增益k对 系统阻尼特性的影响，并确定闭环系统阻尼 的范围。 () Cs () R s 0.5 1 s 1 1 3 1 ks ss 图 4 五、 （本题 15分） 已知某单位反馈最小相位系统开环对数频率特性渐近曲线如图 5所示， 试分析： 1 . 求系统开环传递函数 ) (s G ； 2 . 求系统相角裕度 ； 3. 设计串联校正环节，使系统满足截止频率 2 c ，相角裕度 45 。 科目代码：920 科目名称：自动控制原理(专业学位) 第3 页 共 4 页 ) ( lg 20 A 图 5 六、 （本题 15分）设系统结构图如图 6所示，其中 ) 1 2 ( 10 ) ( 2 s s s G 。 1. 试绘制 0 a 时的开环幅相曲线，并用奈氏判据判断该系统的闭环稳定性； 2. 0 a ，若系统开环截止频率 c 为 4，问能否满足相角裕度 15 的要求； 3. 讨论参数a对系统稳定性的影响。 () Rs () Cs 1 as () Gs 图 6 七、 （本题 15分） 一离散系统如图 7所示， 采用单速同步采样方式工作， 其中 4 . 0 T 秒， 试分析: 1. 求控制器的脉冲传递函数表达式 ) (z G c ； 2. 判断使系统稳定的K值范围； 3. 若 5 . 2 K ，求在单位阶跃输入时，系统的稳态误差 ) ( * e 。 附 Z变换表： aT e z z a s Z 1 ， 1 1 z z s Z 。 图 7 ) (s R ) (s C s e Ts 1 5 s KT d(n)=d(n1)+2e(n) T d*(t) ) ( * t e ) (z G c 科目代码：920 科目名称：自动控制原理(专业学位) 第4 页 共 4 页 八、 （本题 15分） 试用描述函数法求出如图 8所示系统 （非线性环节的描述函数为 A M 4 ） 的输出信号c的自振振幅和频率，分别画出信号cxy 、 的稳态波形。 c 0 r 1 0 1 2 x y s ) 2 (s 2 5 图 8 九、 （本题 15 分）已知系统的状态空间表达式为 02 0 20 2 10 x xu yx 1. 分析该系统的能控性和能观性； 2. 设采样周期为T ，求离散化后系统的状态空间表达式； 3. 试求当离散化后系统能控能观时T的取值范围。 十、 （本题 15 分）已知系统的状态方程为 101 0 020 0 102 1 x xu 1. 分析该系统是否可以通过状态反馈镇定？ 2 . 若可镇定，试对能控子系统设计状态反馈控制律，使得系统渐近稳定。
展开阅读全文