2018年南开大学计算机与控制工程学院807控制综合基础之自动控制原理考研基础五套测试题
● 摘要
一、分析计算题
1． 某I 型二阶系统结构图如图所示。
（1）计算系统的速度稳态误差
和相角裕度
（2）采样串联校正的方法，使校正后系统仍为I 型二阶系统，速度稳态误差为校正前的十分之一，相角裕度保持不变，确定校正装置传递函数。
图
【答案】（1）系统的开环传递函数为
令
得
校正后系统的开环传递函数为
设校正后系统的剪切频率为
相角裕度为
由校正后
此时的相位裕度为
可知满足性能要求。
及
和r 的表达两式可求解得
（2）要使串联校正后系统仍然为I 型二阶系统，可得串联校正环节得传递函数为
2． 已知
求
时系统输出
找出超调量和过渡过程时间
图
【答案】开环脉冲传递函数
闭环脉冲传递函数
当
时，系统输出z 变换为
可知
3． 设一阶系统方程为
数。试用连续动态规划确定最优控制
【答案】构造哈密尔顿函数
因u （t ）无约束，令
则哈密尔顿一雅可比方程为
由于陛能指标为二次型，可设
若取
则若取
性能指标
其中a 和b 为正常
因而
最优控制
4． 已知系统的开环传递函数为
（1）当环稳定性。
（2）对于此类系统，试分析什么？
【答案】令
代入传递函数整理可得
（1）当
时，代入可得
和三者满足何种关系时系统有可能稳定，稳定的条件是
时，试绘制系统的奈奎斯特（极坐标）草图，并判断其闭
图
令其虚部为0, 系统的奈奎斯特图如图所示。系统为II 型系统，系统开环函数在虚轴右侧的极点数P=0, 曲线顺时针补偿180°，正穿越次数
负穿越次数
系统
闭环不稳定，闭环传递函数在虚轴右侧的极点数为2。
（2）根据系统频率特性表达式，观察其虚部。 （i ）当其与实轴没有交点时，结论同（1）。 （ii ）当与实轴有交点，
稳定的条件为此时的实部<-1。