2018年内蒙古工业大学电力学院828自动控制原理考研基础五套测试题
● 摘要
一、分析计算题
1． 给定系统的微分方程为
（2）试判断系统的能观性。
【答案】（1）对微分方程两边作零初始条件下的拉氏变换，并整理可得
系统的能控标准型实现为
系统的状态变量结构图如图所示。
（1）试画出系统的状态变量结构图，并建立系统状态空间描述的能控标准型；
图
（2）
由于
故系统可观测。
2． 系统的状态空间描述为
（1）设
应如何取值？ （2）当
【答案】（1）系统能控性判别矩阵为
时，求系统的输出响应
为使系统的状态响应
中包含全部特征值所对应的运动模态
，
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系统完全能控时
（2）系统的闭环传递函数为
故
就是加在压缩机上的电压。简述
3． 电冰箱制冷系统工作原理如图1所示。继电器的输出电压
工作原理，指出控制对象、执行元件、测量元件、被控变量、参考输入，绘出系统元件框图。
图1电冰箱制冷系统原理图
【答案】工作原理为：当冰箱内温度高于设定值时，放大器输出电压压缩机电压
使继电器动作，接通
压缩机运行并从蒸发器中吸入低温低压气态制冷剂，同时送出高温高压气态制冷剂
至冷凝器。冷凝器送出高压常温液态制冷剂。在蒸发器中制冷剂由液态变成低压气态，同时吸收大量热量使冰箱内部变冷。
控制对象是冰箱箱体；执行元件包括压缩机、冷凝器、蒸发器；测量元件是温度传感器；被控变量是冰箱内的温度，参考输入是电位器动端电压。
系统元件框图见图2所示。
图2冰箱制冷系统元件框图
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4． 控制系统结构如图所示，计算
图
【答案】由系统结构图可知，系统有3个回路，无互不接触回路，则有
求
系统有一条前向通道，即由梅森公式可得
系统有一条前向通道，即由梅森公式可得
5． 设系统微分方程为
系统初始条件为零，试求：
（1）采用传递函数直接分解法，建立系统的状态空间表达式，并画出状态图； （2）采用传递函数并联分解法，建立系统的状态空间表达式，并画出状态图。 【答案】（1）直接分解法的状态空间表达式为
状态图如图1所示。
图1
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