1、 第 页（共 4 页） 1 青青 岛岛 科科 技技 大大 学学 二二一一七七年年硕硕士研究生士研究生入学考入学考试试试试题题 考试科目：考试科目：自动控制原理自动控制原理 注意事项：1本试卷共 8 道大题（共计 14 个小题） ，满分 150 分； 2本卷属试题卷，答题另有答题卷，答案一律写在答题卷上，写在该试题卷上或草纸上均无效。要注意试卷清洁，不要在试卷上涂划； 3必须用蓝、黑钢笔或签字笔答题，其它均无效。 1.（20 分）某系统的结构图如图（1）所示，试用梅森增益公式求传递函数( )( )C sR s -1( )G s3( )G s4( )G s2( )G s1( )H s2( )Hs(
2、 )R s( )C s 图（1） 2.（20 分）某控制系统结构如图（2）所示： -R(s)C(s)16(4)s s+bs 图（2） 试： 第 页（共 4 页） 2 （1） 当0b 时， 试确定系统的阻尼比 、 自然频率n和单位阶跃输入时的最大超调量%、调节时间st （误差带为5%）以及单位斜坡输入时所引起的稳态误差sse。 （2） 确定系统阻尼比为0.8 时的速度反馈系数 b的值，并求出在单位阶跃输入下系统的最大超调量%和单位斜坡输入所引起的稳态误差sse。 （3） 怎样使系统阻尼比保持 0.8 不变而使其在单位斜坡输入下的稳态误差等于（1）的稳态误差。 3.（20 分）设单位反馈控制系统中
3、，系统开环传递函数为： 2( )(22)saG ss ss+=+ 试： （1） 绘制a从0 +变化的根轨迹，并讨论a值对系统稳定性的影响。 （2） 当开环传递函数增加开环零点-1 时，讨论a值对系统稳定性的影响。 4.（20 分） 已知单位反馈系统的开环传递函数( )G s是最小相位的，20K =时的幅相特性如图 （3）所示，交点abc、 、处的幅值为3.5aM =，1.3bM =，0.4cM = 0cbaM Mc cM Mb bM Ma a0w+=w = 图（3） 试： 第 页（共 4 页） 3 （1） 确定使闭环系统稳定的K值范围 （2） 设计一个串联控制器( )cG s，使0K 时闭环系
4、统都稳定。 5.（20 分）已知采样系统如图（4）所示，其中，采样周期 T=1， 2132ss+(s)R(s)C-KsTT 图（4） 试求闭环系统稳定时 K的取值范围。 （提示1aTzsaze ） 6.（20 分）非线性控制系统如图（5）所示，其中 1h =，1M =，非线性环节的描述函数为：24( )1 ()MhN AAA= , (Ah), A 为非线性环节输入信号的振幅，线性环节传递函数22( )(1)G ss ss=+ + 。 22(1)s ss+ +hM-r(t)=0c(t)e(t) 图（5） 试： （1） 试用描述函数法分析系统的稳定性， 若系统存在周期运动， 试分析周期运动的稳定性。 （2） 画出1( )N A和()G jw的曲线。 7.（15 分）已知单位负反馈系统的状态空间表达式为 第 页（共 4 页） 4 1010(t)010(t)1(t)1001xxu =+ ，( )1 10 ( )y tx t= 试 （1） 求系统的传递函数； （2） 判断系统是否可控和可观测 8.（15 分）已知某系统通过状态反馈（ 1233145Kkkk=）后，获得其期望的闭环极点：1231,= 1,=3= 。请写出原系统能控标准形的 A、B 阵。
