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2017年内蒙古大学电子信息工程学院867自动控制原理[专业硕士]考研强化模拟题

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一、分析计算题

1. 已知系统结构如图(A )所示,G (s )由最小位相位环节构成,系统的开环对数幅频渐近曲线如图(B )所示,已知该系统的相角裕度

求系统的闭环传递函数

【答案】由图(B )可得,低频段渐近线的斜率为-20DB ,开环系统中有一个积分环节。又有图可得

解得K=5。因此,G (s )的表达式为

又由图(B )可得解得又解得

故G (s )的表达式为

系统的相角裕度为解得

系统的闭环传递函数为

2. 单位负反馈系统的开环对数幅频特性渐近线如图1所示。

图1

(1)求开环传递函数G (s );

(2)由渐近线求系统的增益裕度和相位裕度;

(3)求单位阶跃、单位斜坡、单位抛物线输入下的稳态误差; (4)画出开环系统的Nyquist 图。 【答案】(1)系统开环传递函数为

(2)剪切频率为(3)

增益裕度

相位裕度为

(4)开环系统的奈奎斯特图如图2所示。其中,箭头方向为频率増大方向。

图2

3. 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。

电感电流

为状态变量,控制电压

为输入,

电流

【答案】(1)状态空间表达式为

(2)

时,状态能控能观;当

时,状态不能控也不能观。

4. 求图1所示系统的传递函数

及,

图1

【答案】(1)采用框图变换和化简,见图2。

(2)采用梅森公式求解,系统有1条前向通路和4个回路。

图2

所求传递函数为