2018年天津工业大学电气工程与自动化学院811自动控制原理考研基础五套测试题
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2018年天津工业大学电气工程与自动化学院811自动控制原理考研基础五套测试题（一）.... 2 2018年天津工业大学电气工程与自动化学院811自动控制原理考研基础五套测试题（二）.. 12 2018年天津工业大学电气工程与自动化学院811自动控制原理考研基础五套测试题（三）.. 19 2018年天津工业大学电气工程与自动化学院811自动控制原理考研基础五套测试题（四）.. 26 2018年天津工业大学电气工程与自动化学院811自动控制原理考研基础五套测试题（五）.. 37
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一、分析计算题
1． 如图（A ）所示为控制扎制钢板厚度的控制系统，扎辊与测厚仪间距离为0.1m ，钢板从轧辊位置运动到测量仪位置需
的时间。系统开环传递函数
其中，
不含延迟环节。
的极坐标图如图（B ）所示。若钢板匀速运动，从保
证闭环系统稳定性的角度考虑，其运动速度取值范围是多少？
图
【答案】由设
令
代入上式可得
又由题所示，当特图的渐近线为-2, 由
时，
解得得
的实部表达式可知，当
解得K=4，于是
为
求解含延迟环节的奈奎斯特图第一次与负实轴相交时的频率，
由
对于系统
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的极坐标图可以看出其由一个积分环节和一个惯性环节串联组成。
由图可以看到奈奎斯
时
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要使系统闭环稳定，则
2． 某太阳能加热系统的微分方程为：
则其运动速度
（1
）请列写出系统的状态方程。 （2）当
【答案】由题可知
（1）系统状态方程为
试求系统初始状态为零时的系统响应
（2）由（1）知系统状态转移矩阵为：
可得：
初始条件为由
且已知
3． 采样控制系统如图所示，采用周期为
（1）当（3）当
时，判断该系统是否稳定； 时，该系统在.
. 作用下的响应
图
【答案】
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（2）求使系统稳定的k 的取值范围；
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整理可得
闭环脉冲传递函数和特征方程分别为
作双线性变换，令要使系统闭环稳定则
解得
因此当
时
，该系统不稳定。 整理可得
（2）系统稳定时
（3）当k+2时，系统的闭环传递函数为
当输入为
时
，
可得
本题所要求取的响应的时间
为有限个，运用长除法可得
4． 控制系统方块图如图所示，根据图中指定的状态变量，（1）写出相应的状态空间表达式；（2）并进 行该系统的能控性与能观性分析（请给出过程）。
图 控制系统方块图
【答案】（1）根据系统方框图可知
根据拉式变换的微分性质可知
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