2018年哈尔滨工业大学威海校区801控制原理(覆盖现代控制理论)之自动控制原理考研强化五套模拟题
● 摘要
一、分析计算题
1． 系统的结构图如图所示。
结构图
（1）若开关
均打开，试求该系统动态性能指标
均打开，系统的开环传递函数为
其中
解得
系统的超调量为系统的调节时间为
（2）方法1:速度反馈控制（只合开关
）：
方法2:比例一微分控制方法（只合开关
）
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（2）为了降低系统的超调量并提高系统的快速性，试给出设计系统的两种方案；并求出其中任意一种方案的性能指标
【答案】（1）开关
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2． 设线性控制系统的传递函数为
【答案】系统的状态空间表达式为
试设计一个状态观测器
，使其极点均为-10。
系统的能观性矩阵为
则系统完全可观
，可以设计观测器。设
则
期望的特征多项式为
对照可得
解得
于是状态观测矩阵为
3． 已知系统的状态空间描述为
分析系统的状态能控性、状态能观性及输出的能控性。 【答案】系统的状态可控性判别矩阵为
当当
时，时，
系统状态完全可控。 系统状态不完全可控。
第 3 页，
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系统的输出可控性判别矩阵为
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当
时，
系统的输出完全能控。
系统的能观性判别矩阵为
当
时，系统可观。
为正常数
为非负常数。试分析的值：
4． 某控制系统框图如图所示，其中
（1）对系统稳定性的影响；
（2）对系统阶跃响应动态性能的影响
；
（3）当系统输入为斜坡信号时，系统稳态误差的影响。
图
【答案】由图可知，系统开环传递函数为（1）系统特征方程为
由劳斯判据可知
时，系统稳定。
（2）由开环传递函数形式，与二阶系统标准形式比较系数可得：
值越大，阻尼比越小，超调量越大，上升时间越短。 （3）由题可知系统为型系统，且稳态误差将越大。
5． 已知一单位负反馈控制系统，其被控对象图1中
和
所示。要求：
因此
越大，系统在斜坡信号作用下的
和串联校正装置的对数幅频特性分别如
（1）写出系统开环传递函数、校正传递函数，并说明该校正环节的类型； （2）求校正后系统的开环传递函数，并画出校正后系统的开环对数幅频渐近特性；
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