2017年空军工程大学803自动控制原理考研真题A卷.pdf

1、第 1 页 共 3 页 空军工程大学 2017年硕士研究生入学试题 考试科目：自动控制原理（ A卷） 科目代码 803 说明： 答题时必须答在配发的空白答题纸上，答题可不抄题，但必须写清题号，写在试题上不给分 ; 考生不得在试题及试卷上做任何其它标记，否则试卷作废；试题必须同试卷一起交回。 一、填空题（ 24 分，每空 3 分） 1输入量是一个常值，要求被控量也等于一个常值的系统称为_系统。 2在复数平面上表示传递函数 _的图形，称为传递函数的零极点分布图。 3在典型输入信号作用下的性能指标，通常由 _指标 和_指标 两部分组成。 4 传递函数 1() 0.5 1Gs s 的幅频特性 2()G

2、j _，相频特性 2()Gj _。 5、根据串联滞后校正的原理，滞后校正网络的 _应避 免发生在已校正系统的 _频率附近。 二、（ 14 分）控制 系统结构如图 1 所示 ， ()Rs 为输入量， ()Ns 为扰动量， 试求系统总输出 ()Cs的表达式。 G 1 ( s )R ( s ) G2 ( s )G 6 ( s )C ( s )G 4 ( s )G 3 ( s )G 5 ( s )N ( s )图 1 第 2 页 共 3 页 三 、（ 18分）典型 单位负反馈二阶系统的 阶跃响应为 10( ) 1 0 1 2 s i n (1 0 4 5 ) ( 0 )tc t e t t 1 确定

3、系统 阻尼比 和 自然频率 n ，并 求出闭环传递函数 和开环传递函数 ； 2 计算系统 阶跃响应的峰值时间 pt 和调节时间 st （ 0.02 ） ; 3概略绘制系统的阶跃响应曲线（要求标出主要特征点的数值：输入 ()rt 、超调量 % 、 pt 、 st 等）。 四、（ 16 分） 已知 系统的闭环特征方程为 5 4 3 2( ) 2 1 0D s s s K s s s 要求： 1 当 K 0 时，用劳斯判据 判断系统的稳定性， 求出系统 闭环特征方程的 正实部和负实部根数 。 2当 0K 时， 用劳斯判据确定使系统有对称于原点的闭环特征根的 K值，并求出系统的所有闭环特征根。 五 、

4、（ 22 分）控制 系统结构如图 2 所示 。要求： 10( 1 ) ( 2 )ssC ( s )E ( s )N ( s )G c ( s )R ( s )图 2 1扰动 () 1()nt t 时，稳态误差为零； 2. 输入 () 2rt t 时， 稳态误差不大于 0.2。 试在下列三种控制器结构形式中，选择一种能同时满足上述要求的 ()cGs，并确定 ()cGs中参数的取值范围 ： ( 1)() 1c KsGs Ts ； ()c KGss； ( 1)()c KsGs s 第 3 页 共 3 页 六 、（ 22 分 ） 已知单位负反馈 控制系统的开环传递函数 2() (0 .2 1)KGs

5、ss 试求： 1 使系统幅值裕度为 20dB 的 K 值，并 绘制系统的概略开环幅相曲线 ，在曲线上标出幅值裕度 ； 2使系统相角裕度为 30 的 K值，并 绘制系统的概略开环幅相曲线 ，在曲线上标出相角裕度。 七、 （ 20 分） 已知单位负反馈最小相位系统的 开环对数幅频特性渐近线如图 3 所示 。 要求： 1. 写出 系统的开环传递函数 ()Gs ，并 计算 出 截止频率 c ； 2概略绘制其对数相频特性曲线，并用对数频率稳定判据判定闭环系统的稳定性 ； 3若系统为 非最小相位系统，能唯一 写出 系统的开环传递函数 吗？请尽可能说明理由。 - 2 00( d B )- 2 0- 4 00 . 0 2 0 . 2 c6 00 . 0 1图 3 八 、 （ 14 分 ） 离散控制系统如图 4 所示，采样周期 T=0.2s。要求： r ( t )0 . 5 sc ( t )1 Tsese * ( t )e ( t ) 10s图 4 1 求系统的开环脉冲传递函数 和 闭环脉冲传递函数 ； 2 当输入信号 ( ) 1 2r t t 时， 计算 系统 的 稳态误差 。