2018年重庆邮电大学考研专业课试题805自动控制原理.pdf

1、重庆邮电大学 20201 18 8 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 注： 所有答案注： 所有答案必须写必须写在答题纸上在答题纸上， 试卷上作答无效试卷上作答无效 ！ 第 1 1 页 （共 6 6 页） 机密启用前机密启用前 重重 庆庆 邮邮 电电 大大 学学 2018 年年攻读攻读硕士学位研究生入学考试试题硕士学位研究生入学考试试题 科目名称科目名称： 自动控制原理自动控制原理 科目代码科目代码： 805805 考生注意事项考生注意事项 1 1、答题前，考生必须在答题纸、答题前，考生必须在答题纸指指定位置上填写考生姓名、报考定位置上填写考生姓名、报考 单位和考生编号单位和考生编号。 2 2、

2、所有答案必须写在答题纸上，写在其他地方无效。所有答案必须写在答题纸上，写在其他地方无效。 3 3、填（书）写必须使用、填（书）写必须使用 0.5mm0.5mm 黑色签字笔黑色签字笔。 4 4、考试结束，将答题纸和试题一并、考试结束，将答题纸和试题一并装入装入试卷袋中交回。试卷袋中交回。 5 5、本试题满分、本试题满分 150150 分，考试时间分，考试时间 3 3 小时。小时。 重庆邮电大学 20201 18 8 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 注： 所有答案注： 所有答案必须写必须写在答题纸上在答题纸上， 试卷上作答无效试卷上作答无效 ！ 第 2 2 页 （共 6 6 页） 一一、选择题选

3、择题（本大题共本大题共 10 小题，每题小题，每题 4 分，共分，共 40 分分） 1. 在自控理论中，时域中数学模型有 、差分方程和状态方程；复数域中模型有结构图、信号流图、 ；频域中数学模型有 等。 2. 已知二阶欠阻尼系统的一个复数根如图 1 所示， 则系统的阻尼比 ，阻尼角 ， 单位阶跃响应的调节时间st 秒 （误差带取 0.02） 。 j0-0.5s132 图 1 二阶系统欠阻尼系统的特征参数 3. 单位负反馈控制系统的开环传递函数10( )(2)G ss s，在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差为 。 4. PD 控制可使系统阻尼比 (增大/减小)，使阶跃响应的超调量 (上升/下降

4、)，调节时间 (增加/减小)。 5. 已知典型二阶系统的开环传递函数 2( )(2)nnG ss s,当输入( )2sinr tt时，系统稳态输出为( )2sin(45 )ssctt,则n ， 。 6. 已知系统的开环传递函数为1( ),(0),(1)(1)G sTs sTs当使系统的幅值裕度等于 2，则 T= ，系统穿越频率x= 。 7. PID 控制器进行串联校正时， 通常应使 I 部分发生在系统频率特性的 频段，以提高系统的 性能，而使 D 部分发生在系统频率特性的 频段，以提高系统的 性能。 重庆邮电大学 20201 18 8 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 注： 所有答案注： 所有

5、答案必须写必须写在答题纸上在答题纸上， 试卷上作答无效试卷上作答无效 ！ 第 3 3 页 （共 6 6 页） 8. 已知系统闭环传递函数10( )5G ss，则系统带宽频率b ；增大系统的带宽频率，则系统单位阶跃响应速度 (变快/变慢)，系统抑制噪声的能力 (增大/减小)。 9. 已知串联校正网络由最小相位环节组成,如图 2 所示,则该串联网络的分度系数 b= ，时间常数 T= ，最大滞后相位角等于 。 -20L(w)/dB1L(w)/dBw103 图 2 串联校正网络 10. 已知非线性控制系统中非线性部分的负倒描述函数1( )N A和线性部分的频率特性0( j)Gw如图 3 所示，则该系统

6、中能产生稳定周期运动的点有 。 uiv0(j )G1( )N Aabcd0 图 3 非线性控制系统特性曲线图 二、分析计算题（本大题共 7 小题，110 分） 1.（10 分）设汽车缓振系统如图 4 所求，图中 M1为车厢及架重，M2为车轮及轮轴承重，k1和 k2分别为缓振簧和充气轮胎的刚度系数,f 为缓振器粘性摩擦阻尼系数，x3为车厢垂直位移，x1为路面函数。已知全部初始条件为零，试求系统重庆邮电大学 20201 18 8 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 注： 所有答案注： 所有答案必须写必须写在答题纸上在答题纸上， 试卷上作答无效试卷上作答无效 ！ 第 4 4 页 （共 6 6 页） 的

7、传递函数31( )/( )XsX s。 图 4 汽车缓振系统模型 2. （10 分） 已知系统信号流图如图 5 所求， 求传递函数( )/( )C sR s、( )/( )C sN s.。 G1G211N N( (s s) )R(s)G4E E( (s s) )C(s)-1-H1G3-1-H2111 图 5 系统结构图 3.（15 分）已知系统结构如图 6 所示。若系统以2持续振荡，试用劳斯稳定判据确定相应的非零参数 K 和 b 值。 R(s)32(1)21K ssbssC(s) 图 6 系统结构 34.(15 分)设控制系统稳定，其结构如图 7 所示。试求： (1)当 N(s）=0,输入信号

8、( )1( )r tt时，求系统静态位置误差系数 Kp,静态速度误差系统 Kv、静态加速度误差系统 Ka，以及系统稳态误差； （8 分） (2)当 r(t)=0,扰动信号( )0.1 1( )n tt时， 为使其稳态误差0.05sse,求K的取值范围。 （7 分） 重庆邮电大学 20201 18 8 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 注： 所有答案注： 所有答案必须写必须写在答题纸上在答题纸上， 试卷上作答无效试卷上作答无效 ！ 第 5 5 页 （共 6 6 页） R(s)210(1)(2)sssC(s)KN(s)E(s) 图 7 控制系统结构图 5. （20 分） 已知某单位负反馈控制系统的

9、开环传递函数为)7)(2()()(0sssKsHsG （1）绘制闭环系统的根轨迹图，要求计算根轨迹所需的关键参数； （12 分） （2）阐述由根轨迹图求使系统具有调节时间为 2.2（误差带取 0.02）时的 K 值及对应复数根的方法，并列出求解方程（不需计算出结果） 。 （8 分） 6.(15 分)已知最小相位系统的开环频率响应特性如图 8 所示，其中斜率-1 代表-20dB/dec。试运用对数稳定判据判断系统的稳定性。若不稳定，确定不稳定的闭环极点数。 ( )/LdB0-2-2-3( ) 180270-1 图 8 系统开环频率响应特性 7.（25 分）已知最小相位系统结构如图 9(a)所示，

10、10(20)( )(100)sG ss s。当设计串联补偿器 Gn(s)后，系统具有图(b)所示的开环频率特性。其中斜率1 代表-20dB/dec。 （1）应用奈奎斯特判据分析校正前系统的稳定性； （10 分） （2）求串联校正装置 Gn(s)的传递函数； （8 分） 重庆邮电大学 20201 18 8 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 注： 所有答案注： 所有答案必须写必须写在答题纸上在答题纸上， 试卷上作答无效试卷上作答无效 ！ 第 6 6 页 （共 6 6 页） （3）分别求校正前、校正后系统的相角裕度(可用反正切函数表示)。 （7 分） 400.11100( )LdB-1-2-2( )nGs( )G s-( )R s( )C s(b)(a)-1 图 9 系统结构图及其渐近对数幅频特性曲线