2018年南京航空航天大学920自动控制原理(专业学位) 考研专业课真题硕士研究生入学试题.pdf

科目代码：920 科目名称：自动控制原理(专业学位) 第 1 页 共 4 页 南京航空航天大学南京航空航天大学 2018 年硕士研究生入学考试初试试题（ A 卷 ） 2018 年硕士研究生入学考试初试试题（ A 卷 ） 科目代码: 920 科目名称: 自动控制原理(专业学位) 满分: 150 分 注意: ①认真阅读答题纸上的注意事项；②所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无 ①认真阅读答题纸上的注意事项；②所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无 效；③本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！效；③本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！ 本试卷共 10 大题，满分 150 分 一、 （本题 15 分）已知某系统结构如图 1 所示，求 )(sY 的表达式 1 G  R s 2 G 3 G  Y s 4 G  N s 2 H 1 H 图 1 二（本题 15 分）控制系统如图 2 所示，其中 1 K、 2 K为正的常数，为非负常数，试 分析： 1. 值对系统稳定性的影响； 2. 值对系统单位阶跃响应动态性能的影响； 3. 值对系统单位斜坡响应稳态性能的影响。

图 2 1 K s K2 s 1  )(sR )(sC )(sE 科目代码：920 科目名称：自动控制原理(专业学位) 第 2 页 共 4 页 三、 （本题15分）已知I型系统结构如图3所示，)(sGn为前馈控制器，且至多有一个 零极点，PI为比例积分控制器，b为反馈系数 1. 当)( 1)(ttr，0)(tn时，) 62 3 cos( 3 4 2)( 5 . 0    tetc t ； 2. 当ttrcos1)(，ttnsin)(时，系统稳态输出ttcsssin22)(； 试确定)(sGn、PI参数和b ( )C s( )R s ( ) n G s ( )N s b  2 1s 5 21s 图3 四、 （本题15分）控制系统如图4所示，0k试画出系统的根轨迹，分析增益k对 系统阻尼特性的影响，并确定闭环系统阻尼的范围 ( )C s ( )R s  0.51s  1 1 3 1 ks s s      图4 五、（本题15分） 已知某单位反馈最小相位系统开环对数频率特性渐近曲线如图5所示， 试分析： 1. 求系统开环传递函数)(sG； 2. 求系统相角裕度 ； 3. 设计串联校正环节，使系统满足截止频率2 c  ，相角裕度  45 。

科目代码：920 科目名称：自动控制原理(专业学位) 第 3 页 共 4 页 )(lg20A  图5 六、 （本题15分）设系统结构图如图6所示，其中 ) 12( 10 )( 2   ss sG 1. 试绘制0a 时的开环幅相曲线，并用奈氏判据判断该系统的闭环稳定性； 2. 0a ，若系统开环截止频率 c 为4，问能否满足相角裕度  15的要求； 3. 讨论参数a对系统稳定性的影响 ( )R s( )C s 1as ( )G s  图6 七、 （本题15分） 一离散系统如图7所示， 采用单速同步采样方式工作， 其中4 . 0T秒， 试分析: 1. 求控制器的脉冲传递函数表达式)(zGc； 2. 判断使系统稳定的K值范围； 3. 若5 . 2K，求在单位阶跃输入时，系统的稳态误差)( * e 附Z变换表： aT ez z as Z           1 ， 1 1         z z s Z 图7 )(sR )(sC s e Ts   1 5s K T d(n)=d(n‐1)+2e(n) T d*(t) )(* te )(zGc 科目代码：920 科目名称：自动控制原理(专业学位) 第 4 页 共 4 页 八、（本题15分） 试用描述函数法求出如图8所示系统 （非线性环节的描述函数为 A M  4 ） 的输出信号c的自振振幅和频率，分别画出信号cxy、 、的稳态波形。

c 0r 1 0 1 2 x y s)2(s 2 5 图8 九、 （本题15分）已知系统的状态空间表达式为  020 202 10 xxu yx           1. 分析该系统的能控性和能观性； 2. 设采样周期为T，求离散化后系统的状态空间表达式； 3. 试求当离散化后系统能控能观时T的取值范围 十、 （本题15分）已知系统的状态方程为 1010 0200 1021 xxu             1. 分析该系统是否可以通过状态反馈镇定？ 2. 若可镇定，试对能控子系统设计状态反馈控制律，使得系统渐近稳定。