2017年大连理工大学电子信息与电气工程学部854自动控制原理考研冲刺密押题
● 摘要
一、分析计算题
1． 炉温控制系统的工作原理如图1所示，指出系统的输入量、输出量、偏差信号和被控对象，画出系统的方框图，并简单说明炉温的调节过程。
图1
【答案】炉温调节过程为：当炉内温度小于设定的温度，即反之亦然。
输入量为给定电压
输出量为炉温，偏差信号为
被控对象为电炉，方框图如图2所示。
图2
2． 两种串联校正网络特性如图1所示。它们均由最小相位环节组成。若单位反馈系统的开环传递函数 为
时，产生偏差信号
经放
大环节后，驱动电动机正向转动，提高加热电压，使炉内温度升高，直到
电动机停止转动；
图1
试问哪一种校正网络可以提高系统的稳定性？此时的相位裕度是多少？试问两种校正方法有何相同和不同之处？其适用的条件是什么？
【答案】校正前系统的特性图如图2所示。
图2
校正前系统的剪切频率约为19.8, 相角裕度约为一11.2, 系统不稳定。图中（a ）所示校正环节的传递函数为
图（b ）所示校正环节的传递函数为
选（a ）时得
到校正后系统的剪切频率为6. 36, 相角裕度约为；选（b ）时得到校正后系统的剪切频率为
36.6, 相角裕度约为，说明选（b ）能提高系统的稳定性，故应该选（b ）校正装置。
3． 图中是未加校正环节前系统Bode 图，是加入某种串联校正环节后的系统Bode 图。
（1）系统采用了哪种串联校正；（2）写出校正环节的传递函数；（3）指出该校正方法的优缺点。
图
【答案】（1）系统采用了滞后校正装置。 （2）校正环节的传递函数为
（3）优点：系统抗高频干扰能力增强；缺点：系统带宽变小，动态性能变差。
4． 闭环采样系统结构图如图所示，采样周期
图
（1）求使系统稳定的K 值范围；
（2）当K+1时，求系统的单位阶跃输入下的输入响应和稳态输出值。 【答案】
系统特征方程为
5． 非线性系统如图1所示，其中非线性环节的描述函数
（1）当（2）当（3）当
时，系统受扰动后的稳定运动状态呈现什么形式？ 时，要使系统产生幅值时，要使系统产生频率
的自振，K 应取何值？自振频率为何值？ 幅值
的自振，与K 应取何值？
图1
【答案】（1）
时，系统的稳定运动形式系统频率特性为
绘大时，
与
曲线，如图8-114所示。由图知
与
有交点，且振幅增
从不稳定区域进入稳定区域，因此系统受扰后稳定运动状态呈现稳定自振。
图 2
（2）倒描述函数为
线性部分的频率特性为
因交点在负实轴上，必有
因此
时系统的K 与自振频率因自振振幅故与交点处的负