2021年重庆邮电大学考研专业课试题805自动控制原理（A）卷.pdf

1、重庆邮电大学 2021 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 注：所有答案必须写在答题纸上，试卷上作答无效！ 第 1 页/共 6 页 机密启用前 重 庆 邮 电 大 学 2021 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 科目名称： 自动控制原理（自动控制原理（A A）卷卷 科目代码： 805805 考生注意事项 1、 答题前， 考生必须在答题纸指定位置上填写考生姓名、 报考单位和考生编号。 2、 所有答案必须写在答题纸上，写在其他地方无效 3、 填（书）写必须使用黑色字迹钢笔、圆珠笔或签字笔。 4、 考试结束，将答题纸和试题一并装入试卷袋中交回。 5、 本试题满分 150 分，考试时间 3 小时。 重庆

2、邮电大学 2021 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 注：所有答案必须写在答题纸上，试卷上作答无效！ 第 2 页/共 6 页 一一、填空题（本大题共填空题（本大题共 1010 小题，每题小题，每题 4 4 分，共分，共 4 40 0 分）分） 1. 对自动控制系统的基本要求为稳定性、 和 。 2. 当某闭环系统单位阶跃响应超调量为时,则该系统阻尼比等于 ，若该系统自然振荡角频率为 1，则系统峰值时间等于 ，谐振频率等于 ，谐振峰值等于 。 3. PI 控制器的传递函数为 ，其中的积分环节可改善系统的 。 4. 复合控制有两种基本形式： 即按 的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。 5. 系统校正

3、中引入 “偶极子” 将使系统开环增益 （增大或减小） ，从而改善系统的 （稳态性、动态性、稳定性） 。 6. 系统频率特性一般低频段斜率取为 dB/dec；中频段决定了系统的 ，一般斜率取为 dB/dec；高频段决定系统的抗高频噪声干扰的能力，一般斜率取为 dB/dec。 7. 非线性控制系统的稳定性与本身的结构和参数 （有关或无关） ，和初始条件 （有关或无关） 。 8. 相平面法通过在相平面上绘制相轨迹曲线来确定非线性微分方程在不同初始条件下的 ，相平面法仅适用于 。 9. 已知系统闭环传递函数， 则系统为带宽频率等于 ，当系统在单位斜坡信号输入作用下， 系统稳态误差等于 。 10. 二阶

4、系统的幅相特性典型如图 1 所示， 与虚轴的交点坐标为(0,-0.8j)且交点处角频率等于 2，则系统传递函数为 。 重庆邮电大学 2021 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 注：所有答案必须写在答题纸上，试卷上作答无效！ 第 3 页/共 6 页 图 1 二阶系统幅相特性曲线 二二、分析计算题（本大题共分析计算题（本大题共 8 8 小题，共小题，共 1 11 10 0 分）分） 1.1.（1515 分）分）图 2 表示惯性导航地垂线跟踪系统结构图，试用梅森增益公式确定其闭环传递函数 C(s)/R(s)。 图 2 地垂线跟踪系统的结构图 2.2.（1515 分分）设用来测量磁浮式试验雪橇加速度的

5、机械式加速度计如图 3 所示，试验雪橇以一个很小的间隙磁性漂浮在导向轨上。由于弹簧振子质量M 相对于加速度计机匣的位置 y 正比于机匣连同雪橇的加速度，因此加速度计可以测量雪橇的加速度 a(t)，其中雪橇质量为 Ms。要求设计加速度计的参数：弹簧振子的质量为 M，弹性系数 k 及阻尼器的阻尼系数 f，使加速度计具有合适的动态敏感性，以容许的时间实现希望的测量特征， 其中 q 为常数。 已知初始条件为 y(0)等于 -1 及 y(0)的一阶微分等于 2。 重庆邮电大学 2021 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 注：所有答案必须写在答题纸上，试卷上作答无效！ 第 4 页/共 6 页 图 3 安装

6、在喷气发动机试验雪橇上的加速度计 3 3. .（1010 分分）已知系统结构图及单位阶跃响应曲线分别如图 4，已知系统在单位阶跃信号输入下误差响应为 图 4 系统结构图及单位阶跃响应曲线 （1） 试确定参数 k, a, b 的值； （2） 当 r(t)=1+2t 时，求系统的稳态误差。 4 4. .（1 10 0 分）分）设单位反馈系统开环传递函数。 （1）画出系统根轨迹图； （2）根据根轨迹图分析不同 k 值下系统阶跃响应曲线的状态及超调量情况； （3）在根轨迹图上作出使系统具有调节时间 ts=1 时对应的复数根，并说明计算复数根的方法。 5. 5. （1010 分）分）已知系统结构如图 5

7、 所示，绘制以 kt为参数的闭环根轨迹，并在图上作出使系统阻尼比为 0.5 的闭环极点。 重庆邮电大学 2021 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 注：所有答案必须写在答题纸上，试卷上作答无效！ 第 5 页/共 6 页 图 5 系统结构 6.（15 分分）已知某反馈控制系统结构图如图 6 所示，输出为 C(s)。 图 6 某反馈控制系统结构图 （1）绘制 k=1 时输出输入的奈奎斯特曲线，用奈奎斯特判据判定系统的稳定性； （2）用奈奎斯特判据讨论使系统稳定的 k 的取值范围。 7.（15 分）分）设单位反馈控制系统的开环频率特性的数据如表 1 所示。 表 1 单位反馈控制系统的开环频率特性的数据 试确定： （1）系统的幅值裕度和相角裕度； （2）系统幅值裕度为 20dB 时，增益 K 的变化； （3）系统相角裕度为 50o时，增益 K 的变化。 重庆邮电大学 2021 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 注：所有答案必须写在答题纸上，试卷上作答无效！ 第 6 页/共 6 页 8.（20 分）分）已知某最小相位系统的校正前和校正后的对数幅频特性曲线如图 7 所示，其中斜率-1 代表-20dB/dec。 图 7 系统对数幅频渐近特性曲线 （1）求该系统校正前后的传递函数； （2）计算校正前后系统的相位裕量，分析其稳定性； （3）计算校正装置的传递函数，并说明该校正装置的特性和作用。