2017年北京航空航天大学交通科学与工程学院971机械工程专业综合考研题库
● 摘要
一、单选题
1． 零型采样控制系统，在单位阶跃信号作用下，其稳态误差是（ ）。
【答案】A
0型离散系统在采样瞬时存在位置误差，【解析】在单位阶跃信号作用下，其值为
2． 下面四个控制器的传递函数中，哪一个是滞后一超前控制器？（ ）
【答案】A
3． 有一个三阶的三输入系统
需要几个采样周期，可以使系统从初始状态转移到原点（ ）。 A. 1个 B. 2个 C. 3个 【答案】C
【解析】系统完全可控，答案为C 。
4． 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
5． 下面系统中属于线性系统的是（ ）。
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A.1和2 B.1 C.2
D. 都不是 【答案】D
【解析】系统（1）（2）均不满足线性系统叠加原理，都不是线性系统。
6． 系统如图（A ），其反馈和局部反馈均不知。如果测得系统的阶跃响应曲线如图（B ）所示，这时反馈极性为（ ）。
A. 局部反馈断开，主反馈为负反馈 B. 局部反馈为正反馈，主反馈为负反馈 C. 局部反馈为负反馈，主反馈断开 D. 局部反馈断开，主反馈断开
图
【答案】A
7． 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
二、简答题
8． 在二阶系统中加入比例微分控制后，使系统的自然振荡频率生了什么变化，对系统性能有哪些改善？
【答案】设二阶系统校正前的开环传递函数为为
为
校正后的开环传递函数为
加入的比例微分控制，校正后的闭环传递函数
阻尼比变为
阻尼系数和开环增益K 发
可见校正后系统的自然振荡频率变为
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开环増益变为系统的超调量变小。
9． 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。
10．对于超前、滞后、滞后一超前三类校正装置
（1）分别阐述其控制功能；
（2）对于PI 控制、PID 控制、PD 控制，分别属于上述三类校正装置的哪一类？为什么？ （3）对于高通滤波器、中频滤波器、低通滤波器，分别属于上述三类校正装置的哪一类？为什么？
【答案】（1）超前校正具有相角超前和幅值扩张的特点，即产生正的相角移动和正的幅值斜率。超前校正正是 通过其幅值扩张的作用，达到改善中频段斜率的目的。因此采用超前校正可以增大系统的稳定裕度和频带宽度， 提高了系统动态响应的平稳性和快速性。但是，超前校正对提高系统的稳态精度作用不大，且使抗干扰的能力有 所降低。滞后校正具有幅值压缩和相角滞后的性质，即产生负的相角移动和负的幅值斜率。利用幅值压缩，有可 能提高系统的稳定裕度，但将使系统的频带过小；从另一个角度看，滞后校正通过幅值压缩，可以提高系统的稳 定精度。滞后超前校正装置综合了超前校正装置和滞后校正装置的特点，当系统的动态性能和稳态性能都达不到 要求时，可以考虑使用滞后超前校正装置。
（2）PI 属于滞后校正装置，因为它具有相位滞后作用；PD 属于超前校正装置，因为它可以提高超前相角； PID 属于滞后超前校正装置，因为其在低频段具有滞后效应，在中频段具有超前效应。
三、分析计算题
11．已知单位负反馈系统的开环传递函数为
求当输入信号
时，系统的稳态输出
和稳态误差
【答案】负反馈系统的闭环传递函数为
由输入信号的表达式可知
当
片，幅值及相角分别为
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