2014年電子科技大學(xué)考研專業(yè)課試題自動(dòng)控制原理

電子科技大學(xué)

2014年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題

考試科目：839自動(dòng)控制原理

注：所有答案必須寫在答題紙上，寫在試卷或草稿紙上均無效

1、（共15分）某反饋系統(tǒng)框圖如圖1所示。試求出當(dāng)輸入Rs()和Ns()共同作用下的系統(tǒng)

輸出Cs()。

Ns()

Gs4()

+-

Rs()+Cs()

+Gs()+

Gs1()2

--+

Hs()

Gs3()

圖1

2、（共15分）某控制系統(tǒng)框圖如圖2所示，選取圖中xx12，為狀態(tài)變量

1）試求系統(tǒng)的狀態(tài)方程與輸出方程。

2）試判斷系統(tǒng)的能控性和能觀性，并給出滿足系統(tǒng)能控和能觀時(shí)KK12,的取值條件。

3）求出系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)。

Us()11x+Cs()

1K

ss1+

x2

K2

圖2

3、（共15分）某負(fù)反饋系統(tǒng)框圖如圖3所示。如要求系統(tǒng)同時(shí)滿足1）閉環(huán)阻尼比

z￡0.707；2）調(diào)整時(shí)間ts￡3(誤差帶D=5%)；3）輸入信號(hào)為單位斜坡信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤

差ess￡0.35，試分析系統(tǒng)參數(shù)KT,應(yīng)滿足的條件。

Rs()++KCs()

--ss(+2)

Ts

圖3

自動(dòng)控制原理試題共3頁第1頁

4、（共15分）某系統(tǒng)的框圖如圖4所示，試?yán)L制參數(shù)t由0?￥變化時(shí)，系統(tǒng)的根軌跡圖。

Rs()+10Cs()

-ss(+2)

1+τs

圖4

5、（共15分）某最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性圖如圖5所示。

L(w)

-20dB/dec

210ω

1

-40dB/dec

-60dB/dec

圖5

1）試確定系統(tǒng)相角裕度g=60°時(shí)的系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)。

2）輸入為單位斜坡信號(hào)時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差ess=0.2,試確定此時(shí)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)，判斷系統(tǒng)的

穩(wěn)定性，并計(jì)算系統(tǒng)此時(shí)的幅值裕度Kg

6、（共15分）設(shè)某復(fù)合校正控制系統(tǒng)如圖6所示。其中Ns()為可量測擾動(dòng)。若要求系統(tǒng)輸

出Cs()完全不受Ns()影響，且系統(tǒng)跟蹤階躍信號(hào)的誤差為零，試確定補(bǔ)償裝置Gsr()和

GsN()。

Ns()

Gs()

-n

Rs()++KCs()

++K1+2

Gsr()

--sTs+1

圖6

自動(dòng)控制原理試題共3頁第2頁

7、（共15分）某非線性系統(tǒng)如圖7所示，其中非線性元件的描述函數(shù)為

4Mh

N(A)=31-(),2Ah

πAA

+MCs()

Rs()-hK

hss(+1)2

--M

NA()

圖7

1)當(dāng)M=2,hK==0,10時(shí)，判斷系統(tǒng)是否會(huì)產(chǎn)生自持振蕩，如產(chǎn)生自持振蕩，則求出自

持振蕩的頻率和幅值。

2)欲使系統(tǒng)穩(wěn)定，試分析系統(tǒng)參數(shù)M,hK和滿足的條件。

8、（共15分）某離散系統(tǒng)如圖8所示，其中，采樣周期T=0.2秒

rt()+et()+1-e-Ts10ct()

2

-T-Tss

0.5s

圖8

1)試判斷該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2)當(dāng)輸入r()tt=時(shí)，試求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。

9、（共15分）設(shè)某系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式如下，其中a為系統(tǒng)參變量。

éxx&11ùé010ùéùéù

êú=+êúêúêúu

?xx&22??--231?????

éùx1

ya=[1]êú

??x2

1）試求該系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣。

2）試用李雅普諾夫第二法判斷該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。