2018年华中科技大学机械科学与工程学院829自动控制原理考研强化五套模拟题
● 摘要
一、单选题
1． 开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标（ ）。
A. 超调
I B. 稳态误差C. 调整时间D. 峰值时间【答案】A
2． 闭环传递函数为
A.T
B.
C. D.0 【答案】B
【解析】
闭环传递函数进行拉氏反变换有
故选B 。
3． 设
（ ）。
【答案】C
【解析】由位移定理可得
4． 下面系统中属于线性系统的是（ ）。
A.1和2 B.1 C.2
的单位脉冲响应曲线在处的值为（ ）。
当
D. 都不是 【答案】D
【解析】系统（1）（2）均不满足线性系统叠加原理，都不是线性系统。
二、简答题
5． 试列举几个日常生活中的开环和闭环控制系统的例子，并说明其工作原理。
【答案】（1）开环控制一一半自动、全自动洗衣机的洗衣过程。
工作原理：被控制量为衣服的干净度。洗衣人先观察衣服的脏污程度，根据自己的经验，设定洗涤、漂洗时间，洗衣机按照设定程序完成洗涤漂洗任务。系统输出量（即衣服的干净度）的信息没有通过任何装置反馈到输入端，对系统的控制不起作用，因此为开环控制。
（2）闭环控制一一卫生间蓄水箱的蓄水量控制系统和空调、冰箱的温度控制系统。 工作原理：以卫生间蓄水箱蓄水量控制为例，系统的被控制量（输出量）为蓄水箱水位（反应蓄水量）。水位由浮子测量，并通过杠杆作用于供水阀门（即反馈至输入端），控制供水量，形成闭环控制。当水位达到蓄水量上限高度时，阀门全关（按要求事先设计好杠杆比例），系统处于平衡状态。一旦用水，水位降低，浮子随之下沉，通过杠杆打开供水阀门，下沉越深，阀门开度越大，供水量越大，直到水位升至蓄水量上限高度，阀门全关，系统再次处于平衡状态。
三、分析计算题
6． 某非线性控制系统如图1所示。试确定系统是否产生自持振荡? 若产生自持振荡，确定其频率和幅值。
图1
【答案】由题意可设
令
代入可得
整理可得
代入可得此时实部值为-1。 理想继电器的描述函数
在同一坐标下绘制线性部分的奈氏曲线和非线性部分的负倒数曲线如图2所示，可知两曲线有交点，故存在自激振荡。
可得幅值为
振荡频率为
图2
7． 单位负反馈系统的开环传递函数
（1
）计算该系统的相位裕度的最大值。
【答案】⑴
和幅值裕度h 。
后，若要求此时系统的相位裕度
求允许
（2）在开环传递函数中串联-个滞后环节
（2）1的幅频特性及幅值穿越频率与相同。
8． 设一阶系统为-试确定最优控制
最优轨线
，性能指标为和最优性能指标
控制约束为
【答案】本题为给定、积分型性能指标、终端自由的最优解问题。令
由协态方程