2017年北京林业大学控制理论与控制工程专业-控制学科综合考试考研复试核心题库
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一、简答题
1． 在经典控制理论中，负反馈控制是一种最基本的控制方式，也是一种常用的校正方式，试举例论述采用负反馈控制的优点。
【答案】负反馈主要是通过输入、输出之间的差值作用于控制系统的其他部分，是按偏差进行调节。负反馈系统抗干扰性好，控制精度高，系统运行稳定。
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． 复合校正中的动静态全补偿方法在工程应用中有哪些困难？
【答案】由于复合校正中的前馈校正装置中，往往出现传递函数分子的阶数高于分母的阶数，因而难以工程实施。
二、分析计算题
4． 已知某控制系统的方框图如图1所示，其中，为误差信号，试用方框图或信号流图方法，求传递函数
为系统输入，
为系统输出，
图1
【答案】系统方框图化简过程如下图所示：
图2
可知前向通道传递函数为
反馈通道传递函数为
因此系统的传递函数为：
由图可知
则
5． 己知线性定常系统的传递函数为为对角矩阵。当系统的输入作用
【答案】设
写出系统的状态空间表达式，并使A 矩阵
且初始状态为整理可得
时，求出系统的输出响应。
得到
令状态变量
进行拉普拉斯反变换可得
系统的对角标准型即为
6． 系统的开环传递函数为
：4秒。
【答案】由系统开环传递函数得到系统的闭环系统特征方程
利用劳斯稳定判据来判断系统的稳定性，列出劳斯表如下所示：
系统稳定时k 的取值范围是：0 题目要求系统的调节时间 根据主导极点的性质，将此三阶系统等效为二阶系统， 误差带）不超过 确定系统稳定时K 的取值范围，选取适当的K 值使得系统的调节时间