北理工自动控制考研

控制理论基础实验（基于MATLAB）

控制理论基础实验

班级：05611001 学号：1120101327 姓名：付予

实验时间：周五下午7、8节

指导教师：范哲意

1

控制理论基础实验（基于MATLAB）

实验一：控制系统的模型建立

一、实验目的

1. 掌握利用MATLAB 建立控制系统模型的方法。 2. 掌握系统的各种模型表述及相互之间的转换关系。 3. 学习和掌握系统模型连接的等效变换。

二、实验原理

1．系统模型的MATLAB描述 1）传递函数（TF）模型 2)零极点增益(ZPK)模型 3）状态空间（SS）模型 4)三种模型之间的转换

2. 系统模型的连接

在实际应用中，整个控制系统是由多个单一的模型组合而成，基本的组合方式有串联连接、并联连接和反馈连接。

三、实验内容

1. 已知控制系统的传递函数如下

2s2?18s?40G(s)?3 2S?5s?8s?6试用MATLAB 建立系统的传递函数模型、零极点增益模型及系统的状态空间方程模型，并绘制系统零极点图。

实验代码： >> num=[2,18,40]; >> den=[1,5,8,6];

>> gtf=tf(num,den) >> gzpk=zpk(gtf)

2

控制理论基础实

控制理论基础实验（基于MATLAB）

控制理论基础实验

班级：05611001 学号：1120101327 姓名：付予

实验时间：周五下午7、8节

指导教师：范哲意

1

控制理论基础实验（基于MATLAB）

实验一：控制系统的模型建立

一、实验目的

1. 掌握利用MATLAB 建立控制系统模型的方法。 2. 掌握系统的各种模型表述及相互之间的转换关系。 3. 学习和掌握系统模型连接的等效变换。

二、实验原理

1．系统模型的MATLAB描述 1）传递函数（TF）模型 2)零极点增益(ZPK)模型 3）状态空间（SS）模型 4)三种模型之间的转换

2. 系统模型的连接

在实际应用中，整个控制系统是由多个单一的模型组合而成，基本的组合方式有串联连接、并联连接和反馈连接。

三、实验内容

1. 已知控制系统的传递函数如下

2s2?18s?40G(s)?3 2S?5s?8s?6试用MATLAB 建立系统的传递函数模型、零极点增益模型及系统的状态空间方程模型，并绘制系统零极点图。

实验代码： >> num=[2,18,40]; >> den=[1,5,8,6];

>> gtf=tf(num,den) >> gzpk=zpk(gtf)

2

控制理论基础实

2017秋17春北理工《自动控制理论II》在线作业

一、单选题（共 10 道试题，共 30 分。）

1. 对于初始松驰系统，任何有界输入，其输出也是有界的，称为（）。 A. 渐近稳定 B. BIBO稳定 C. 平衡状态

D. 大范围渐近稳定 正确答案：

2. 线性系统的系数矩阵A如果是奇异的，则系统存在（）平衡点。 A. 一个 B. 两个 C. 三个

D. 无穷多个 正确答案：

3. 线性定常连续系统状态方程的解由（）部分相加组成。 A. 一个 B. 两个 C. 三个 D. 四个 正确答案：

4. 可控性用来分析（）对状态的控制能力。 A. 输入 B. 输出 C. 状态 D. 系统 正确答案：

5. 由初始状态所引起的自由运动称为状态的（）。 A. 零输入响应 B. 零状态响应 C. 输入响应 D. 输出响应 正确答案：

6. 齐次状态方程就是指状态方程中不考虑（）的作用。 A. 输入 B. 输出 C. 状态

D. 系统 正确答案：

7. 能够完整的描述系统运动状态的最小个数的一组变量称为（）。 A. 状态变量 B. 状态空间 C. 状态方程 D. 输出方程 正确答案：

8. 齐次状态方程的解就是系统在无外力作用

北理工《自动控制理论1 》在线作业 试卷总分:100 得分:100 一、 单选题

1.对于代表两个或两个以上输入信号进行（ ）的元件又称比较器。 A. 微分 B. 相乘 C. 加减 D. 相除 正确答案:C

2.主导极点的特点是（ ）。 A. 距离虚轴很近 B. 距离实轴很近 C. 距离虚轴很远 D. 距离实轴很远 正确答案:A

3. 开环控制系统特征是没有（ ）环节。 A. 给定 B. 放大 C. 反馈 D. 执行 正确答案:C

4.典型欠阻尼二阶系统，当开环增益K增加时，系统 （ ） A. 阻尼比增大，超调量增大 B. 阻尼比减小，超调量增大 C. 阻尼比增大，超调量减小 D. 无阻尼自然频率减小 正确答案:B

5.Bode图包括幅频特性图和相频特性图，横坐标均为（ ）。 A. 时间 B. 弧度 C. 角频率 D. 相位 正确答案:C

6.下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。 A. 增加开环极点

B. 在积分环节外加单位负反馈 C. 增加开环零点

D. 引入串联超前校正装置 正确答案:A

7. 系统的传递函数在右半S平面上没有零点和极点，则该系统称作（ ）。 A. 非最小相位系统 B. 最小相位系统

2017秋17春北理工《自动控制理论II》在线作业

一、单选题（共 10 道试题，共 30 分。）

1. 对于初始松驰系统，任何有界输入，其输出也是有界的，称为（）。 A. 渐近稳定 B. BIBO稳定 C. 平衡状态

D. 大范围渐近稳定 正确答案：

2. 线性系统的系数矩阵A如果是奇异的，则系统存在（）平衡点。 A. 一个 B. 两个 C. 三个

D. 无穷多个 正确答案：

3. 线性定常连续系统状态方程的解由（）部分相加组成。 A. 一个 B. 两个 C. 三个 D. 四个 正确答案：

4. 可控性用来分析（）对状态的控制能力。 A. 输入 B. 输出 C. 状态 D. 系统 正确答案：

5. 由初始状态所引起的自由运动称为状态的（）。 A. 零输入响应 B. 零状态响应 C. 输入响应 D. 输出响应 正确答案：

6. 齐次状态方程就是指状态方程中不考虑（）的作用。 A. 输入 B. 输出 C. 状态

D. 系统 正确答案：

7. 能够完整的描述系统运动状态的最小个数的一组变量称为（）。 A. 状态变量 B. 状态空间 C. 状态方程 D. 输出方程 正确答案：

8. 齐次状态方程的解就是系统在无外力作用

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北理工《自动控制理论Ⅱ》FAQ（二）

第一章线性系统的状态空间法下一、简述状态转移矩阵的基本性质。

（1）

A

A A

A

A t

t

t

e

e

e

dt

d

=

=

即A

A)(

)(

)(t

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tφ

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φ=

=

（2）I

A=

?0

e即I

=)0(φ

（3）可逆性

[]t

t A

A-

-=e

e1即[])

(

)(

)(1

1t

t

t-

=

=-

-φ

φ

φ

（4）传递性)

(

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e

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-

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（5）当且仅当AB=BA时，有t

t

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(

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e

e B

A

B

A+

=，如果AB≠BA时，则t

t

t)B

A

(

B

A e

e

e+

≠

二、线性定常系统的齐次状态方程为：

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-

-

=

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?

?

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?

?

2

1

2

1

3

2

1

x

x

x

x

求其状态转移矩阵

t

t A e

)(=

φ

解：

?

?

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?

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+

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2

2

1

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1

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)(

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s A

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于是

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三、线性定常系统齐次状态方程为：

x x ?????

?????=45

www.vu8o.com

??------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

(单选题)1: 梅森公式主要用来（ ）。 A: 判断稳定性 B: 计算输入误差 C: 求系统的传递函数 D: 求系统的根轨迹 正确答案:

(单选题)2: 放大环节的对数幅频特性曲线是（ ）。 A: 平行于横轴的直线 B: 斜率为1的直线

C: 逐渐增大至某一值的曲线 D: 垂直于横轴的直线 正确答案:

(单选题)3: 最小相位系统的开环增益越大，其（ ）。 A: 振荡次数越多 B: 稳定裕量越大 C: 相位变化越小 D: 稳态误差越小 正确答案:

(单选题)4: 典型二阶系统的超调量越大，反映出系统 （ ） A: 频率特性的谐振峰值越小 B: 阻尼比越大 C: 闭环增益越大 D: 相角裕度越小 正确答案:

(单选题)5: 系统的频率特性 （ ） A: 是频率的函数

813自动控制原理考试大纲

硕士研究生招生考试 《自动控制原理》考试大纲

考试科目代码： 813

适用招生专业： 机械制造及其自动化 机械电子工程 机械设计及理论 特别提示：

需带无储存功能的计算器

一、考试内容

1. 自动控制的一般概念

掌握自动控制系统的一般概念, 重点是开环控制和闭环控制的概念, 理解对控制性能的基本要求, 了解各种典型控制系统的工作原理及控制理论的发展过程。 2. 自动控制系统的数学模型

掌握控制系统的数学模型的基本概念, 了解微分方程一般建立方法, 理解传递函数的定义和性质, 掌握动态结构图的建立和化简规则。 知识点为: 传递函数的定义和性质, 典型环节的传递函数, 动态结构图的建立, 动态结构图的化简, 自动控制系统的传递函数。

3. 自动控制系统的时域分析方法

了解和掌握经典控制理论最基本的方法之一 时域分析法, 能够用该方法分析控制系统的各种控制性能(包括

主要学校自动控制原理考研教材

1、 华南理工大学

《自动控制原理》高国燊、余文烋编,华南理工大学出版社2005年第二版;《自动控制原理学习指导与精选题型详解》陈来好、彭康拥编,华南理工大学出版社2004年1月;《现代控制理论》(第二版)刘豹主编,机械工业出版社或《线性系统理论基础》尤昌德编,电子工业出版社

2、 华中科技大学

胡寿松主编《自动控制原理》，国防工业出版社

3、北京工业大学

孙亮,杨鹏.《自动控制原理》.北京工业大学出版社,2006.

4、电子科技大学

李友善主编《自动控制原理》，国防工业出版社

5、哈尔滨工业大学

1）801控制原理

2）807控制理论

《自动控制原理》

《自动控制原理》

6、 重庆大学 鄢景华 胡寿松 哈工大出版社 国防工业出版社

1）839自动控制原理一（控制理论与控制工程专业）

《自动控制原理》学校自编教材或梅晓榕主编《自动控制原理》科学出版社出版2004年3月1日出版

2）844自动控制原理二（电气工程、控制科学与工程专业）

《自动控制原理》涂植英主编 重庆大学出版社《自动控制原理》胡寿松主编 科学出版社(第四版)

7、华东理工大学

8、 长沙理工大学

《自动控制原理》，李益华主编，湖南大学出版社，2010年《现代控制理论》，黄辉先主编

<<自动控制理论>>

考研学习指导

与解题指导

理工学院自动化系

二零一二年七月

1

第一章 自控理论基本概念

本章作为绪论，已较全面地展示了控制理论课程的全貌，叙述了今后在课程的学习中要进行研究的各个环节内容和要点，为了今后的深入学习和理解，要特别注意本章给出的一些专业术语及定义。

1、基本要求

（1）明确什么叫自动控制，正确理解被控对象、被控量、控制装置和自控系统等概念。

（2）正确理解三种控制方式，特别是闭环控制。

（3）初步掌握由系统工作原理图画方框图的方法，并能正确判别系统的控制方式。

（4）明确系统常用的分类方式，掌握各类别的含义和信息特征，特别是按数学模型分类的方式。

（5）明确对自控系统的基本要求，正确理解三大性能指标的含义。 2．内容提要及小结

（1） 几个重要概念

自动控制 在没有人直接参与的情况下，利用控制器使被控对象的被控量自动地按预先给定的规律去运行。

自动控制系统 指被控对象和控制装置的总体。这里控制装置是一个广义的名词，主要是指以控制器为核心的一系列附加装置的总和。共同构成控制系统，对被控对象的状态实行自动控制，有时又泛称为控制器或调节器。

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