2017年中国海洋大学信息科学与工程学院939微型计算机系统考研仿真模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。
【答案】
表
2． 系统校正方法通常有哪几种？它们各有什么特点？请简单分析叙述之。
【答案】按照校正装置在系统中的连接方式，控制系统的校正可以分为串联校正，反馈校正和复合校正。
串联校正环节和原系统直接连接，其频率特性直接和原系统的频率特性相加，串联校正对参数变化敏感、简单易用。
反馈校正利用反馈校正装置包围待校正系统中极不利于系统性能的环节，形成局部反馈回路，在局部反馈回 路的开环幅值远大于1的条件下，局部反馈回路的特性主要取决于反馈校正装置，可以忽略被包围的部分，从而 使校正后系统的性能满足要求。反馈校正装置可以削弱系统非线性特性的影响，降低系统的时间常数，提高系统 的鲁棒性，抑止系统噪声。
复合校正主要是为了减小误差，在反馈回路中加入前馈通路，前馈控制主要用于下列场合：①干扰幅值大且频繁、对被控变量影响剧烈、单纯反馈控制达不到要求时；②主要干扰是可测不可控的变量；③对象的控制通道 滞后大、反馈控制不及时，控制质量差时，可采用前馈一反馈控制系统，以提高控制质量。
二、分析计算题
3． 已知某非线性系统的结构图如图1所示，其中理想继电器特性的描述函数
（1）系统自持振荡的振幅A 和频率（2）绘制c （t ）、x （t ）的波形。
试求：
图1
【答案】（1）线性部分的传递函数为当求
与负实轴的交点。
得可得
根据幅角条件有
个负实轴，故两曲线必有交点，令
当
由于继电器的负倒数特性涵盖整
前面已可得
（2）由图1可得，当r （t ）=0时，x （t ）=r（t ）—c （t ）=-c（t ）, 波形图如图2所示。
图2
4． 设单位反馈系统的开环传递函数为统的稳态误差。
【答案】由题意可知静态位置误差系数和静态速度误差系数分别为，
故当输入为r （t ）=4+5t时，系统的稳态误差为
5． 系统的开环传递函数为
：4秒。
【答案】由系统开环传递函数得到系统的闭环系统特征方程
利用劳斯稳定判据来判断系统的稳定性，列出劳斯表如下所示：
当输入信号为r （t ）=4+5t时，求系
误差带）不超过
确定系统稳定时K 的取值范围，选取适当的K 值使得系统的调节时间
系统稳定时k 的取值范围是：0 题目要求系统的调节时间 根据主导极点的性质，将此三阶系统等效为二阶系统， 假设等效二阶系统闭环传递函数为取 则还原到原三阶系统的闭环传递函数为 对比①②两式系数可知 即闭环传递函数为 根据主导极点性质，可等效为所设二阶系统 解得 6． 系统状态方程和输出方程如下： 分别给出满足下列条件时，实数K 的取值范围： （1）李雅普诺夫意义下稳定； （2）渐近稳定； （3）有界输入、有界输出（BIBO ）稳定。 【答案】（1）矩阵A 的特征式为列出劳斯表： 亦满足稳定性条件。故选取K=81满足题设条件。 当2K=4，即K=2时，出现一对纯虚根。事实上斯表第一列不变号，三根均在左半平面。 当 时，劳斯表第一列变号两次，出现两个右根。 李雅普诺夫稳定时，（2）渐近稳定时（3）传递函数为 当时，劳
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