2017年中国海洋大学工程学院842自动控制理论考研冲刺密押题
● 摘要
一、简答题
1. 试述正反馈控制的优缺点。
【答案】(1)优点:可以提高放大环节的放大系数; (2)缺点:容易使系统不稳定。
2. 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。
二、分析计算题
3. 设系统的状态空间描述为
(1)设计状态反馈矩阵K ,使系统闭环极点配置在【答案】(1)
(2)状态反馈后的状态空间表达式为
因为系统的传递函数出现了零极点相消,故状态反馈后系统不完全能观能控。原系统的能观能控性矩阵为
由于
原系统完全可控;
处;
(2)求出状态反馈后系统零极点形式的传递函数,对出现的现象进行说明。
原系统的能观性矩阵为
由于
原系统元全可观。
状态反馈不改变系统的能控性,故状态反馈后的系统仍然可控,系统的能观性矩阵为
可知状态反馈后系统不可观,是因为状态反馈使系统的传递函数出现了零极点相消破坏了原系统的可观性。
4. 设一阶系统方程为
数。试用连续动态规划确定最优控制
【答案】构造哈密尔顿函数
因u (t )无约束,令
则哈密尔顿一雅可比方程为
由于陛能指标为二次型,可设
因而
最优控制
5. LRC 网络如图所示。
(1)建立以电容电压输出的状态空间表达式;
(2)分析状态能控条件和能观条件。
性能指标
其中a 和b 为正常
电感电流为状态变量,控制电压为输入,电流为
图
【答案】(1)状态空间表达式为
(2)
6. 图1为角度随动系统方框图,其中,角度编码器增益率放大器增益
阻
电流反馈増益
测速机反馈增益
电动机力矩系数
电动机转子转动惯量
电动机电枢电感
减速器速比
前置放大器增益反可变;功
电动机电枢电
电动机反电势系数
时,状态能控能观;当
时,状态不能控也不能观。
图1
(1)试求系统开环传递函数; (2)当角频率的关系;
(4)当(5)当
【答案】(1)系统的信号流图如图2所示。
时,试判断系统稳定性;
时,试求系统的稳态误差。
时,试画出系统开环BoDe 图;
(3)假设电枢电感很小,可以忽略不计,试求前置放大器增益反与近似阻尼比及无阻尼自振