2018江蘇南京航空航天大學(xué)自動(dòng)控制原理考研真題(A)

1、2018江蘇南京航空航天大學(xué)自動(dòng)控制原理考研真題(A)本試卷共 10 大題，滿分 150 分 一、（本題 15 分）已知某系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示，求C(s) 的表達(dá)式。圖 1 二、（本題 15 分）控制系統(tǒng)如圖 2 所示，其中 K1、K2 為正的常數(shù)， 為非負(fù)常數(shù)，試分析：1. 值對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響；2. 值對系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)動(dòng)態(tài)性能的影響；3. 值對系統(tǒng)單位斜坡響應(yīng)穩(wěn)態(tài)性能的影響。 圖 2三、（本題 15 分）已知 I 型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 3 所示，為前饋控制器，且至多有一個(gè)零極點(diǎn)，為線性擾動(dòng)補(bǔ)償控制器，PI 為比例積分控制器，b 為反饋系數(shù)，T 為時(shí)間常數(shù)。 1若=0，試確定、PI 參數(shù)和b

2、，使得當(dāng)r(t) = 1，時(shí)， 2當(dāng)r(t)為階躍信號(hào)時(shí)，設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出能夠無差跟蹤r(t)。圖 3四、（本題 15 分）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 4 所示，其開環(huán)傳遞函數(shù)在s = 2之左具有一對重極點(diǎn)，試確定閉環(huán)系統(tǒng)處于臨界阻尼時(shí)的a 、b 。圖 4五、（本題 15 分）已知某單位反饋三階系統(tǒng)，當(dāng)輸入信號(hào)r(t) = 2 + 0.5t 時(shí)，穩(wěn)態(tài)誤差為 0.5，系統(tǒng)開環(huán)幅相曲線如圖 5 所示，試分析： 1. 求系統(tǒng)臨界穩(wěn)定時(shí)的開環(huán)增益 Kc ；2. 若穿越頻率x = 1，求系統(tǒng)的相角裕度，并繪制開環(huán)對數(shù)幅頻漸近曲線；3. 試設(shè)計(jì)串聯(lián)校正環(huán)節(jié)，使校正后系統(tǒng)滿足截止頻率c 1、相角裕度 45°

3、;。圖 5六、（本題 15 分）設(shè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 6 所示，其中。1. 試?yán)L制a = 0 時(shí)的開環(huán)幅相曲線，并用奈氏判據(jù)判斷該系統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定性；2. a > 0 ，若系統(tǒng)開環(huán)截止頻率c 為 4，問能否滿足相角裕度的要求；3. 討論參數(shù)a 對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。圖 6七、（本題 15 分）已知離散系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖 7 所示，試分析：1. 判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性，并分析采樣周期T 對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響；2. 若采樣周期T=0.4 ，輸入信號(hào)為單位階躍函數(shù)時(shí)，求c(3T) 。 附 Z 變換表：。 圖 7八、（本題 15 分）試用描述函數(shù)法求出如圖 8 所示系統(tǒng)（非線性環(huán)節(jié)的描述函數(shù)為）的輸出信號(hào)c 的自振

4、振幅和頻率，分別畫出信號(hào)c、x、y的穩(wěn)態(tài)波形。圖 8九、（本題 15 分）已知某系統(tǒng)是由兩個(gè)能控標(biāo)準(zhǔn)型子系統(tǒng)組成，兩個(gè)子系統(tǒng)的傳遞函數(shù)分別為。1. 若該系統(tǒng)不能控，分析兩個(gè)子系統(tǒng)是以串聯(lián)方式還是并聯(lián)方式構(gòu)成該系統(tǒng)，設(shè)為該系統(tǒng)的狀態(tài)，其中，為子系統(tǒng) M (s) 的狀態(tài)變量，為子系統(tǒng) N s( ) 的狀態(tài)變量，寫出該系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式； 2. 針對該系統(tǒng)，設(shè)計(jì)一個(gè)狀態(tài)反饋控制器，使得整個(gè)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)特性可近似為一個(gè)調(diào)節(jié)時(shí)間為 4.75s 的臨界阻尼系統(tǒng)；3. 若需要采用狀態(tài)觀測器來實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制，試說明對該狀態(tài)觀測器的性能有何要求，并說明是否可以任意調(diào)節(jié)該觀測器的動(dòng)態(tài)性能。十、（本題 15 分）某連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式為：已知系統(tǒng)在零輸入情況下，當(dāng) 時(shí)