2017年同济大学机械与能源工程学院825自动控制原理考研强化模拟题
● 摘要
一、填空题
1． 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】
2． 奈奎斯特稳定判据中，Z=P-R, 其中P 是指_____，Z 是指_____, R 指_____。
；闭【答案】开环传递函数中具有正实部的极点的个数，（或：右半S 平面的开环极点个数）；环传递函数中具有正实部的极点的个数（或：右半S 平面的闭环极点个数，不稳定的根的个数）奈氏曲线逆时针方向包围（-1，J0）整圈数。
3． 相平面的概念：_____。
【答案】设一个二阶系统可以用常微分方程
1来描述。其中
的
描述。如果
线性或非线性函数。在一组非全零初始条件下，系统的运动可以用解析解
取构成坐标平面，则系统的每一个状态均对应于该平面上的一点，则这个平面称相平面。
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_____。
，特征方程为【答案】奇点为（0，0）
稳定焦点。
5 在三频段理论中 ，，，．低频段决定系统的_____中频段决定系统的_____高频段决定系统的_____。
【答案】稳态性能；动态性能；抗干扰性能。
【解析】系统的低频特性决定系统的稳定精度，中频段决定系统的快速性，高频段决定了系统抗高频噪声干扰的能力。
二、分析计算题
6． 某系统结构图如图所示，试求：
（1）斜坡输入r （t ）=t•1（t ）时系统的稳态误差
（2）正弦输入r （t ）=（2•sin3t ）•1（t ）时系统的稳态输出
图
【答案】
7． 已知单位负反馈系统的对象传递函数为
其串联校正后的开环对数幅频特性渐近线图形如图所示。
图
（1）写出串联校正装置的传递函数，并指出是哪一类校正；
（2）画出校正装置的开环对数幅频特性渐近线。表明它的转角频率、各段渐近线斜率及高频段渐近线纵坐标的分贝值；
（3）计算校正后系统的相角裕量。
【答案】（1）由串联校正后的开环对数幅频特性渐近线图形可得校正后系统的开环传递函数为
解得环节为
（2）校正装置的开环对数幅频特性渐近线如图所示。
图
（3）剪切频率为
系统的相角裕度为
因此开环传递函数为又由可得校正
8． 非线性系统如图1所示。写出由c （0）=1, （0）=0出发的相轨迹表达式，并画出相轨迹的大致形状。
图1
【答案】（1）由非线性系统结构图可知：
即
根据非线性环节的特性有
得到
当得到当得到当得到
与开关线
将点
表达式为
（2）相轨迹如图2所示。
代入
交点为
得E=0。
出发的相轨迹
和
由相轨迹方向可知应选择点
时有
时有
时有
，停止运动。因此，由c （0）=1, 与开关线交点为原点（0, 0）