2017江苏南京航空航天大学自动控制原理考研真题(A).doc

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2017 江苏南京航空航天大学自动控制原理考研真题(A) 本试卷共 10 大题，满分 150 分一、(本题 15 分) 试确定图 1 所示系统的输出 C(s) 。二、(本题 15 分) 系统结构图如图 2 所示，已知未加测速反馈时，系统在单位阶跃信号作用下的稳态输出为 1，而过渡过程的瞬时最大值为 1.4，要求： 1. 确定系统结构参数 K 、a ，并计算单位阶跃响应下的峰值时间 p t 、调节时间 st 、超调量σ % ； 2. 为了改善系统性能，引入测速反馈 bs，若 b=0.82，再计算超调量σ% ； 3. 在该测速反馈情况下，若此时系统的输入为 r (t ) =2+1.38sint ，计算稳态输出。三、(本题 15 分) 已知单位负反馈系统的开环传递函数为 K > 0 、T > 0 。试确定使闭环系统稳定时，参数 K 、T 应满足的关系；并计算在输入，其中 r(t) = t⋅1(t)作用下系统的稳态误差。四、(本题 15 分) 已知某系统结构图如图 3 所示，其中 K、T 均大于 0。在输入 r(t)作用下，具有如图 4 所示的输出 c(t)曲线。

试求： 1. 此时的 K 值； 2. 试绘制 T 从 0 → ∞ 变化的闭环系统根轨迹； 3. 系统在临界阻尼时的 T 值。五、(本题 15 分) 某单位负反馈系统为最小相角系统，其开环频率特性如图 5 所示，其中点对应的频率为， 1. 求系统的开环传递函数； 2. 若增加校正装置以使系统的相角裕度达到 45°且在斜坡输入时的稳态误差降低为原来的 0.5 倍，并要求系统型别和阶数不变，确定参数 a 、b（a > 0,b > 0）；并概略绘制出此时的开环 Bode 图。六、(本题 15 分) 已知某最小相位系统的开环对数幅频渐近线如图 6 所示，用奈氏判据判断系统稳定性，并求系统的相角裕度。七、(本题 15 分) 采样控制系统结构如图 7，采样周期 T = 1s, Ho(s)为零阶保持器。试确定使系统稳定时的 K 值范围，图中 D(k ) :e2 (k)= e2 (k)+10[e1(k)-0.5e1(k-1)]。（附

Z 变换表：八、(本题 15 分) 非线性系统结构如图 8 所示， 1. τ = 0 时，确定系统受扰动后最终的运动形式（稳定/自振/发散）； 2. τ = 0 时，要在系统输出端产生一个振幅的近似正弦信号，试确定参数 K 和相应的输出信号频率ω ； 3. 定性分析当延迟环节系数τ 增大时，自振参数 A 和ω 的变化趋势（增加/不变/减小）。九、(本题 15 分) 已知两个能控能观系统 S1、 S2 为 1. 当两系统串联（S1 前 S2 后）时，求 x= 为状态向量时的状态空间表达式； 2. 分析串联系统的能控性和能观性； 3. 求串联系统的传递函数。十、(本题 15 分) 已知系统结构图如图 9 所示，其中 2 个状态变量都可测量。 1. 建立系统的状态空间表达式； 2. 设计状态反馈控制律，使闭环系统对单位阶跃输入的稳态输出为 1，超调量为 2.835%。

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