2017年安徽建筑大学电子与信息工程学院(学术)自动控制原理复试仿真模拟三套题
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2017年安徽建筑大学电子与信息工程学院（学术）自动控制原理复试仿真模拟三套题（一） . 2 2017年安徽建筑大学电子与信息工程学院（学术）自动控制原理复试仿真模拟三套题（二） . 7 2017年安徽建筑大学电子与信息工程学院（学术）自动控制原理复试仿真模拟三套题（三） 14
一、简答题
1． 试简述控制理论的基本任务。
【答案】自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动按照预定的规律运行。控制理论主要是研究自动控制系统的分析和设计问题，包括经典控制理论和现代控制理论。
2． 系统校正方法通常有哪几种？它们各有什么特点？请简单分析叙述之。
【答案】按照校正装置在系统中的连接方式，控制系统的校正可以分为串联校正，反馈校正和复合校正。
串联校正环节和原系统直接连接，其频率特性直接和原系统的频率特性相加，串联校正对参数变化敏感、简单易用。
反馈校正利用反馈校正装置包围待校正系统中极不利于系统性能的环节，形成局部反馈回路，在局部反馈回 路的开环幅值远大于1的条件下，局部反馈回路的特性主要取决于反馈校正装置，可以忽略被包围的部分，从而 使校正后系统的性能满足要求。反馈校正装置可以削弱系统非线性特性的影响，降低系统的时间常数，提高系统 的鲁棒性，抑止系统噪声。
复合校正主要是为了减小误差，在反馈回路中加入前馈通路，前馈控制主要用于下列场合：①干扰幅值大且频繁、对被控变量影响剧烈、单纯反馈控制达不到要求时；②主要干扰是可测不可控的变量；③对象的控制通道 滞后大、反馈控制不及时，控制质量差时，可采用前馈一反馈控制系统，以提高控制质量。
3． 在根轨迹校正法中，当系统的静态性能不足时，通常选择什么形式的串联校正网络？网络参数取值与校正效果之间有什么关系？工程应用时应该注意什么问题？
【答案】（1）校正装置的形式为实轴上，零极点
非常靠近虚轴，且与受控对象的其他零极点相比可以构成一对偶极子。由于增加一对偶极子基本不改变系统的动态性能，但可以增大系统的开环增益，从而达到减小系统静态误差的目的。
（2）零极点之比校正前开环増 益的
的取值越大，系统开环增益增加幅度越大，因为校正后的开环增益是倍。
，即滞后校正装置。零极点均在负
（3）在工程实施时，考虑到系统的稳定性，极点不能太靠近原点。
二、分析计算题
4． 已知系统状态方程为
试确定最优控制
使性能指标
【答案】构造哈密顿函数
有
因此因而得
由横截条件
和
求出
因此最优控制为
5． 控制系统如图1所示，求系统在输入为r （t ）=1（t ）时的稳态误差
图1
【答案】系统的信号流图如图2所示。
图2
由系统的信号流图得
代入并整理可得
要保证系统闭环稳定，
6． 如图所示的系统。
图
（1）设外扰动D （s ）=0。已知系统的单位阶跃响应为参数K 和A , 求阻尼系数和自然谐振频率
并确定阻尼振荡频率
和相角
（2）设参考输入为单位阶跃，外扰动为单位斜坡函数：
【答案】（1）系统传递函数为
由系统的单位阶跃响应为
求
对比典型二阶环节的阶跃响应输出表
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