2019年西安科技大学计算机科学与技术学院818自动控制原理考研冲刺狂背五套题

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2019年西安科技大学计算机科学与技术学院818自动控制原理考研冲刺狂背五套题（一） ... 2 2019年西安科技大学计算机科学与技术学院818自动控制原理考研冲刺狂背五套题（二） . 12 2019年西安科技大学计算机科学与技术学院818自动控制原理考研冲刺狂背五套题（三） . 23 2019年西安科技大学计算机科学与技术学院818自动控制原理考研冲刺狂背五套题（四） . 35 2019年西安科技大学计算机科学与技术学院818自动控制原理考研冲刺狂背五套题（五） . 43

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第 2 页，共 54 页 2019年西安科技大学计算机科学与技术学院818自动控制原理考研冲刺狂背五套题

（一）

特别说明：

1-本资料为2019考研学员最后冲刺阶段使用，精选历年经典试题，临门一脚，背诵专用。

2-资料仅供考研复习参考，与目标学校及研究生院官方无关，如有侵权、请联系我们立即处理。

一、分析计算题

1． 单位负反馈系统的开环传递函数为

(1)试绘制G(s)对数渐近幅频特性曲线和相频特性曲线；

(2)运用对数频率稳定判据判别闭环系统的稳定性:如果闭环稳定,试求相角稳定裕度y 和幅值稳定裕度h.

【答案】(1)系统对数渐近幅频特性曲线和相频特性曲线如图所示。

图

(2)系统的相角裕度为

,幅值裕度为,说明系统是稳定的。

2． 系统的特征方程为, (1)画出

时的根轨迹。 (2)求出根轨迹在实轴上没有非零分离会合点时A 值的范围。

【答案】1)A=1时,系统特征方程为

根轨迹是-1及整个虚轴,见图(a)。

,特征方程可写为

开环传递函数为

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可知系统有3支根轨迹,起于0,0,-A ,止于-1和无穷远。渐近线与实轴交角是

:

,

交点为

求实轴上的分离会合点

解得

S 1=0

当

时,

实轴上的根轨迹区间为

,

(不在根轨迹上,舍去)

分离点是

,对应的

根轨迹见图(b)。

A=6,

实轴上的根轨迹区间是

是复数,不是实轴上的分离会合点。根轨迹见图(c)。 A=9,

实轴上的根轨迹区间是

对应的k=27。根轨迹见图(d) A=10,实轴上的根轨迹区间是

对应的

。根轨迹见图(e)。

(2)当分离会合点

不是实数时,系统没有非零分离会合点

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(a)

(b)

(C)

(d) (e)

图

3． 某I 型二阶系统结构图如图所示。

(1)

计算系统的速度稳态误差和相角裕度

(2)采样串联校正的方法，使校正后系统仍为I 型二阶系统，速度稳态误差为校正前的十分之一，相角裕度Y 保持不变，确定校正装置传递函数。

图

【答案】(1)系统的开环传递函数为

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令由得

(2)要使串联校正后系统仍然为I 型二阶系统，可得串联校正环节得传递函数为

校正后系统的开环传递函数为

设校正后系统的剪切频率为相角裕度为

由及和r 的表达两式可求解得

校正后

此时的相位裕度为

可知满足性能要求。

4． 系统的开环传递函数为：

确定系统稳定时K 的取值范围，选取适当的K 值使得系统的调节时间(2%误差带）不超过4秒。

【答案】由系统开环传递函数得到系统的闭环系统特征方程

利用劳斯稳定判据来判断系统的稳定性，列出劳斯表如下所示：

系统稳定时k 的取值范围是：0

根据题意知，系统的闭环传递函数为

题目要求系统的调节时间，根据主导极点的性质，将此三阶系统等效为二阶系统， 假设等效二阶系统闭环传递函数为

，则

取，则还原到原三阶系统的闭环传递函数为

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第 6 页，共 54 页 对比①②两式系数可知，即闭环传递函数为

，根据主导极点性质，可等效为所设二阶系统 解得

，亦满足稳定性条件。故选取K=81满足题设条件。

5． 系统结构如图所示，输入R(s),扰动N(s)，欲完全消除扰动对输出的影响，并且要求系统对单位阶跃响应指标为超调量

，过渡过程时间(5%误差带）试确定及的

表达式。

图

【答案】由系统结构图可得

由典型二阶系统的表达式可得

根据超调量，过渡过程时间t=3s(5%误差带）

解得，于是。

要完全消除N(s)的作用，则使

O

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