2017年西安工程大学服装与艺术设计学院813自动控制原理考研强化模拟题
● 摘要
一、填空题
1． 控制系统的_____称为传递函数。一阶系统传函标准形式是_____，二阶系统传递函数标准形式是_____。
【答案】输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比
值
（或：
2． 设系统的开环传递函数为
【答案】
3． 一阶惯性环节
【答案】
的环节，以并联方式连接，
其等效传递函数为表示）。
的过渡过程时间
_____
则其开环幅频特性为_____，相频特性为_____。
4． 两个传递函数分别为
为_____（用
【答案】
5． 在反馈控制系统中，设置_____或_____可以消除或减小稳态误差。
【答案】开环增益；提升系统型次。
【解析】消除或减小稳态误差的措施：1、增大系统开环增益或扰动作用点之前系统的前向通道增益；2、在系统前向通道或主反馈通道中设置串联积分环节，即提高系统型次；3、串级控制抑制内回路扰动，适用于精度较高的系统；4、采用复合控制方法。
6． 已知系统微分方程为则该系统相平面中的奇点位置_____，奇点的性质为_____。
，特征方程为【答案】奇点为（0，0）
稳定焦点。
二、分析计算题
7． 设系统动态方程如下，试对其进行能控性分解和能观性分解，指明各类子系统的参数矩阵。
【答案】系统的能控性矩阵为
由于
故系统不能控。构造线性变换矩阵时，取
阵线性无关的两个列向量，另任
取一列向量，但应确保P 阵非奇异。
按能控性分解后系统的动态方程为
从上式可知，不能控子系统是一维，也是能观的，故无需再分解。而能控子系统的角阵，其对应于特征值为一5的阵的列全为零，故不能观测。故重新将上式写为
阵为对
可见，能控能观子系统
能控不能观子系统
不能控能观子系统
8． 已知某系统的方框图如图所示，试求：
（1）建立系统的状态空问表达式。（按照图上指定的状态变量。） （2）确定使系统能控和能观时的取值范围：
（3）由状态空间表达式建立系统的传递函数；分析使系统不能控或不能观的原
图
【答案】（1）系统的状态空间表达式为
（2）能控时
能观时
可知当
或
时，传递函数出现零极点相消
（3
）系统的传递函数为
的情况，故系统不完全能控能观。
9． 请写出如图所示电路当开关合上后的系统状态方程与输出方程。其中状态如图所示，设系统的输出变量为
若电路图中所有元件的参数均为1，试判断系统的可控性与可观性。
图
【答案】使用复阻抗法，可得下面的微分方程：
系统的状态空间表达式如下所示：