2017年深圳大学机电与控制工程学院906自动控制原理一考研冲刺密押题
● 摘要
一、分析计算题
1． 控制系统的稳定裕量有几种？如何定义？
【答案】系统的稳定性裕度包括幅值裕度和相角裕度，幅值裕度h 定义为满足方程
=-180°
，
其中，
为系统的开环幅值特性，
也可以用分贝表示系统的幅值裕度
其中
系统的相角裕度定义为
2． 仓库大门自动控制系统如图1所示，试分析系统的工作原理，绘制系统的方框图，指出各实际元件的功能及输入、输出量。
图1
【答案】当给定电位器和测量电位器输出相等时，放大器无输出，门的位置不变。假设门的原始平衡位置在关状态，门要打开时，“关门”开关打开，“开门”开关闭合。给定电位器与测量电位器输出不相等，其电信号经放大器比较放大，再经伺服电机和绞盘带动门改变位置，直到门完全打开，其测量电位器输出与给定电位器输出相等，放大器无输出，门的位置停止改变，系统处于新的平衡状态。系统方框图如图2所示。
图2
元件功能
电位器组——将给定“开”、“关”信号和门的位置信号变成电信号。为给定、测量元件。 放大器、伺服电机一一将给定信号和测量信号进行比较、放大。为比较、放大元件。 绞盘——改变门的位置。为执行元件。 门被控对象。
系统的输入量为“开”、“关”信号；输出量为门的位置。
3． 已知某控制系统的微分方程为
试列写该系统的状态空间表达式。
【答案】由系统微分方程可知系统传递函数为：
由传递函数可知
则该系统可控标准型为
4． 工作台位置液压控制系统如图所示。系统可以使工作台按照控制电位器给定的规律变化。要求：
图 工作台液压控制系统工作原理
（1）指出系统的被控对象，被控量和给定量，画出系统方框图。 （2）说明控制系统中控制装置各组成部分。
【答案】（1）控制系统的功能是使工作台随控制电位器给定规律移动，因此被控对象是工作台，被控量是工作台的位移，给定量是控制电位器滑臂的转角（表征工作台的希望位置）。系统方框图如图所示。
图
（2）控制装置各组成部分及其作用如下：
手柄是给定元件，
给出表征工作台希望位置的转角信号齿条齿轮传动机构完成测量元件的功能。 放大器是放大元件。
电磁阀、作动筒组成执行机构，推动工作台移动。 由控制电位器、反馈电位器组成的电桥电路
（表征工作台实际位置）的比较，给出偏
差电压
5． 负反馈控制系统的最小相位开环传递函数的对数幅频特性曲线如图所示。
试求：（1）写出相应的开环传递函数； （2）单位速度输入下的稳态误差。
图
【答案】（1）系统的开环传递函数为
（2）
前置放大器增益反可变；功
电动机电枢电
电动机反电势系数
6． 图1为角度随动系统方框图，其中，角度编码器增益率放大器增益阻
电流反馈増益减速器速比
测速机反馈增益
电动机力矩系数
电动机电枢电感
电动机转子转动惯量