2017年内蒙古工业大学电力学院830自动控制原理考研仿真模拟题
● 摘要
一、填空题
1． 已知一线性定常系统的传递函数为稳态输出为_____。
【答案】
2． 系统的微分方程是是_____。
【答案】微分方程中没有交叉项，没有高于一次的项，满足线性系统要求，为线性系统。
3． 自动控制系统按给定信号的类型可分为_____系统和_____系统。
【答案】连续；离散。
【解析】针对系统输入和输出信号的类别，系统可分为连续和离散系统。
4． 一阶惯性环节
【答案】
的过渡过程时间
_____ 其中
为输出量
为输入量，该系统
则当输入信号为
时，此系统的
5． 线性定常离散系统稳定的充要条件是其特征根均位于_____。
【答案】单位圆内。
【解析】由于Z 变换与Laplace 变换之间的映射关系为性时，只需判断其特征方程根 是否位于单位圆内。
6． 最小相位系统是指_____。
【答案】S 右半平面不存在系统的开环极点及开环零点
，T 为采样周期，在S 平面内当
系统稳定时所有特征根位于左半平面，映射到z 平面中则是单位圆内，因此判断离散系统的稳定
二、分析计算题
7． 请列写出如图所示的信号流图的状态方程表达式。
图
【答案】由系统的信号流图可得
则系统的状态空间表达式为
8． 设采样系统的方框图如图所示。
（1）求闭环脉冲传递函数
（2）确定系统稳定的K 值范围；
（3）简要说明采样系统与连续系统的性能差别。
图
【答案】（1）系统的开环脉冲传递函数为
系统的闭环脉冲传递函数为
（2）系统的特征方程为得
整理可以得到
作双线性变换，令代入整理可
闭环系统稳定时
易判断后一种可能性不存在，解得
（3）离散系统只在采样点具有连续系统所具有的信息，其离散信号的频谱中，除含有与连续信号的频谱对应的主要分量外，还有无穷多个附加的辅助分量，这些辅助分量相当于干扰，在系统中直接影响其动态性能，导致 产生额外的反应误差。因此，需要在这些辅助分量到达系统输出端之前将其全部滤掉。
9． 如图所示为一倒立摆系统。其中，u （t ）——作用在小车上的力；零。
（1）求在
附近的u 和的传递函数
——摆的偏角；M —
—小车 的质量；m ——摆的质量；1——摆杆的长度。设摆杆的质量和小车与地面间的摩擦力为
（2）列写出该系统的状态方程。
图
【答案】（1）设小车的水平位移为X ，根据运动的叠加，摆在水平方向的位移为
垂直方向的位移为
对摆，运用达朗伯原理，可得
整理①和②两式可得
在
附近，
代入③和④式可得
整理⑤⑥两式可得
对小车进行受力分析可得：
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