2017年同济大学航空航天与力学学院825自动控制原理考研题库
● 摘要
一、填空题
1． 串联超前校正会使开环系统的截止频率_____，抗干扰能力_____。
【答案】变快变差
【解析】采用超前校正可以增大系统的稳定裕度和频带宽度，提高了系统动态响应的平稳性和快速性。但是，超前校正对提高系统的稳态精度作用不大，且使抗干扰的能力有所降低。
2． 一阶惯性环节
【答案】
的过渡过程时间
_____
増加、高频幅值增加，则闭环系统的响应速度
3． 能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有_____、_____等。
【答案】微分方程；传递函数（或结构图；信号流图）
4． 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_____。
稳定焦点。
，特征方程为【答案】奇点为（0，0）
5． PID 控制器的输入一输出关系的时域表达式是_____，其相应的传递函数为_____。
【答案】
二、分析计算题
6． 单位反馈系统的开环传递函数为
试求
时的K 值，稳定裕度
和剪切频率
可得
【答案】
根据高阶系统的域指标与频域指标之间的经验公式为计算方便，取
，系统的相位裕度的表达式为
7． 如图所示的离散控制系统。
图
（1）求系统开环脉冲传递函数； （2）求系统闭环脉冲传递函数； （3）写出系统的差分方程；
（4）简述离散控制系统的脉冲传递函数的定义。 【答案】（1）系统的开环脉冲传递函数为
（2）系统的闭环脉冲传递函数为
（3）由（2）可得系统的差分方程为
（4）脉冲传递函数为零初始条件下系统的离散输出信号的Z 变换与离散输入信号的Z 变换之比。
8． 如图1所示为一个带库仑摩擦的非线性系统。现要求：
（1）在（2）设
平面上绘出系统阶跃响应时的相平面图（大致图形）：
，加粗
时的几条相轨迹；
（3）讨论库仑摩擦对阶跃响应性能的影响。
图1
【答案】（1）由题意可得，
R 为输入的阶跃的幅值，
整理可得
当
时，奇点
为
当
时，奇点
为
两者对应的特征方程
为
故奇点为稳定焦点，开关线为因此系统的相轨迹如图2所示。
图2
（2）如图2所示，其中
未画出，。
（3）引入库仑摩擦非线性环节后，系统对单位阶跃响应速度加快，超调量减小，改善了动态性能。
9 某控制系统如图所示，。其中功率放大器的放大倍数为．电枢电感为动惯量为函数为
作为输入、
作为输出的传递函数；
电动机力矩系数为齿轮为
，电动机反电势系数为
齿数为
从动齿轮的转动惯量为
直流电动机的电枢电阻为电枢转动惯量为负载的转动惯量为
主动齿轮的转测速机的传递
（1）试建立该系统以
（2）按图接线，系统是否一定稳定；如果会发生不稳定，应如何处理。
图
【答案】（1）设测速电动机电压为
电动机的端电压为
电枢电流为
可得
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