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2017年辽宁省培养单位沈阳自动化研究所857自动控制理论考研仿真模拟题

  摘要

一、单选题

1. 下面系统中属于线性系统的是( )。

A.1和2 B.1 C.2

D. 都不是 【答案】D

【解析】系统(1)(2)均不满足线性系统叠加原理,都不是线性系统。

2. 若某串联校正装置的传递函数为

A. 超前校正 B. 滞后校正 C. 滞后-超前校正 D. 不能判断 【答案】B

3 系统的开环传递函数为.

斜率变化规律为( )

A.

B.

C.

D. 【答案】D

【解析】系统为I 型系统,有一个惯性环节,一个微分环节,一个振荡环节。且由题可知其转折频率大小关系为:

则特性曲线斜率变化为:

•其中

则其对数幅频特性曲线

则该校正装置属于( )。

4. 关于传递函数,错误的说法是( )

A. 传递函数只适用于线性定常系统;

B. 传递函数不仅取决于系统的结构参数,给定输入和扰动对传递函数也有影响; C. 传递函数一般是为复变量s 的真分式; D. 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。

【答案】B

5. 有一个三阶的三输入系统

需要几个采样周期,可以使系统从初始状态转移到原点( )。 A. 1个 B. 2个 C. 3个 【答案】C

【解析】系统完全可控,答案为C 。

6. 单位反馈系统的开环传递函数为

A. 稳定系统 B. 临界稳定系统 C. 不稳定系统 D. 稳定性难以确定 【答案】C

【解析】闭环系统特征方程为劳斯表为:

列写

则闭环系统是( )。

第一列不全为正,根据劳斯判据知系统不稳定,故选C 。

7. 如果系统的状态处于某一极限环上,此极限环是稳定的极限环的条件是( )。

A. 系统能回到该极限环

B. 系统振荡离开此环到相邻的环上 C. 系统振荡收敛于原点 D. 系统振荡发散到无穷远处 【答案】A

【解析】根据稳定极限环定义:当

时,起始于极限环内部或外部的相轨迹均卷向极限环。

所以任何微小扰动使系统的状态离开极限环后,最终会回到这个极限环。

二、分析计算题

8. 考虑如图1所示的系统,它具有一个不稳定前向传递函数。试画出系统的根轨迹图,并标出闭环极点。证明虽然闭环极点位于负实轴上,并且系统是非振荡的,但是单位阶跃响应曲线仍呈现出过调,计算其超调量并简单说明原因。

图1

【答案】考虑开环传递函数为环极点数m=l

倾角为

实轴上的根轨迹区间为

代入可得

求根轨迹的分离点,

由方程

求;

综合以上可画系统的根轨迹如图2所示。

可得

经检验,均满足点在轨迹上的要

的系统,系统的开环极点数n=2,

根轨迹的渐近线与实轴的交点为

[0,3]。系统的特征方程为

图2

当K=10时,闭环系统特征方程为

此时系统的闭环传递函数为当输入为单位阶跃时,系统输出为

此函数非单调,现求其最值

可见C (t )随t 单调上升:当t>0.46时,

C (t )随t 单调下降;当t=0.46时,可得