2017年上海理工大学光电信息与计算机工程学院807自动控制理论考研仿真模拟题
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2017年上海理工大学光电信息与计算机工程学院807自动控制理论考研仿真模拟题（一）.... 2 2017年上海理工大学光电信息与计算机工程学院807自动控制理论考研仿真模拟题（二）.. 14 2017年上海理工大学光电信息与计算机工程学院807自动控制理论考研仿真模拟题（三）.. 24 2017年上海理工大学光电信息与计算机工程学院807自动控制理论考研仿真模拟题（四）.. 33 2017年上海理工大学光电信息与计算机工程学院807自动控制理论考研仿真模拟题（五）.. 45
一、分析计算题
1． 对象的动态方程为
（1）设计一个全维状态观测器，观测器的极点要求配置在-3、-4, 写出观测器的表达式。 （2）若取状态反馈
其中
是参考输入，是状态估计值。
求由对象、全维状态观测器及状态反馈构成的闭环系统的动态方程式和传递函数，并说明这一闭环系统中， 哪些模态是不可控的? 哪些模态是不可观测的？
【答案】计算特征多项式为
期望多项式为
比较s 的同次幂的系数，得方程
解得
因此观测器的方程为
由对象、全维状态观测器及状态反馈构成的闭环系统的动态方程式和传递函数分别为
可知对象有一个特征值-2不可控，观测器的两个特征值-3, -4不可控，故闭环系统的不可控部分特征值 是-2, -3，-4; 由于可观性矩阵V 是非奇异矩阵，可知系统可观。
2． 某控制系统如图所示。
（1）
时，求系统的单位脉冲响应；
试确定的值，并计算单位阶跃输入及超调量
上升时间
（2）为使系统具有阻尼比
调整时间（取5%误差带）和稳态误差
图
【答案】（1）
时，系统单位脉冲响应为
（2）根据
由
可得
代入
单位阶跃响应的稳态误差为
3． 何谓“稳态误差”？系统类型与稳态误差有何关系? 写出0，I , II 型系统对阶跃、斜坡、加速度输入作用下的静态误差系数。
【答案】当系统从一个稳态过度到新的稳态，或系统受扰动作用又重新平衡后，系统可能会出现偏差，这种偏差称为稳态误差。系统类型越高，对典型信号的跟踪能力越强0，I ，II 型系统对阶跃、斜坡、加速度输入作用下的静态误差系数如下表所示。
表
4． 已知单位负反馈系统的闭环根轨迹图如图所示。
（1）确定系统开环根轨迹増益K 的范围，使系统稳定； （2）写出系统临界阻尼时的闭环传递函数。
图
【答案】设系统开环零点z=-A，极点系统闭环特征方程
且已知
则
由根轨迹图的几何关系
解得：A=4, B=9/4=2.25。 临界稳定参数（2）
会合点重极点
。
（1）根据稳定条件知，系统开环根轨迹增益范围为由幅值条件求得
点对应系统的闭环传递函数为
5． 确定系统为完全能观时待定参数的取值范围。
（1）
则系统开环传递函数
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