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2017年北京市培养单位自动化研究所857自动控制理论考研题库

  摘要

一、单选题

1. 系统校正中引入“偶极子”的作用是改善系统的( )。

A. 稳态特性 B. 动态特性 C. 稳定性

D. 以上说法均不对 【答案】A

【解析】偶极子可以产生很大的开环增益但对系统的动态性能影响不大。

2. 确定极限环振幅大小的原则是

A. B. C. D.

对应的振幅

对应的频率

对应的振幅

对应的频率

交点处的( )。

【答案】C

【解析】求自振振幅:先求曲线振幅。

3. 系统的传递函数是

则使系统状态完全能控能观的参数a 的取值为( )。

【答案】A

4. 惯性环节的单位冲击响应的拉氏表达式是( )

【答案】B

【解析】惯性环节的传递函数为:函数拉氏表达式为:

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交点处的频率,再代入到表达式中求

单位冲击函数复域表达式为:则响应

5. 输出量不影响控制作用的系统,称为( )。

A. 开环系统 B. 闭环系统 C. 离散系统 D. 采样系统 【答案】A

【解析】开环控制方式的特点是系统的输出量不会对系统的控制作用发生影响。

6. 己知二阶系统的初态和自由运动的两组值为

则系统的状态系数矩阵A 为( )。 【答案】

B

7. 传递函数的概念适用于( )

A. 线性系统 B. 非线性系统 C. 线性定常连续系统 D. 采样系统 【答案】C

【解析】传递函数定义为在零初始条件下,系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。传递函数的概念只适用于线性定常系统,它与线性定常系统微分方程一一对应。

二、分析计算题

8. 试说明极点为

的二阶振荡环节

的单位阶跃输入作用下的输和峰值时间

出波形的参数:稳态输出、调整时间(95%计算),最大调整量

【答案】系统特征方程为

代入极点因此

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9. 单位负反馈最小相位系统开环对数幅频特性如图1所示。

图1

(1)求出系统的传递函数; (2)系统的相位稳定裕值量是多少;

(3)闭环系统对单位阶跃输入和单位斜坡输入的稳态误差分别是多少? (4)画出系统的Nyquist 图。

【答案】(1)由系统开环对数幅频特性图知,转折频率为线的斜率为-20DB/DeC, 该系统为I 型系统,设系统的开环传递函数为

低频段时,折线的方程为

由系统的剪切频率

可得

解得K=100, 则系统的开环传递函数为

(2)由

可得系统相位裕度为

(3)由题意可得

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低频段折