《2005-2012年华南理工大学833自控基础综合含自动控制原理.现代控制理论考研试题资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2005-2012年华南理工大学833自控基础综合含自动控制原理.现代控制理论考研试题资料（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、433 华南理工大学 2005 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 试卷上做答无效 请在答题纸上做答 试后本卷必须与答题纸一同交回 科目名称 自控基础综合 适用专业 控制理论与控制工程 交通信息工程及控制 系统分析与集成 检测 技术与自动化装置 系统工程 模式识别与智能系统 共 页 第 1 页 1 25 分 已知系统结构图如图 1 所示 绘出系统根轨迹 用根轨迹法确定 使系统阻尼系数 0 5 的 K 取值以及闭环极点 并由主导极点大 致估算系统阶跃响应动态性能 系统在单位阶跃输入作用下 稳态控制精度的允许 值 图 1 2 20 分 已知某单位反馈系统的开环传递函数为 0 0 0 1 1 1 32
2、1 321 TTT sTsTsT K sG 当取 K 5 时 系统的 G j 曲线与实轴交于 0 5 点 绘制 G j 曲线 大致图形 判定此时系统的稳定性 确定使系统稳定 K 的取值范围 3 20 分 已知最小相位系统开环对数频率特性 渐近线 如图 2 所示 写出开环传递函数 G s 根据相角裕度判别系统的稳定性 求系统的无差度阶数和静态位置误差系数 静态速度误差系数 静态加速度误差 系数 求系统阶跃响应动态性能指标 2005 2012华工833自控基础综合试题 8 33全套资料参见日志 h t t p w u p s j imi999999 b l o g 163 c o m b l o
3、g 第 2 页 图 2 4 20 分 已知含有饱和特性的非线性系统如图 3 所示 图中 是局部速度负反馈 的反馈系数 系统的输入作用为阶跃信号 1 0 tRtr 现要求 在 ee 相平面上绘出未加入局部速度负反馈时 即 0 系统的相平面图 大致图 形 在 ee 相平面上绘出加入局部速度负反馈时 设 1 系统的相平面图 大致图 形 比较由初态 0 0 3 0 e e 出发的 0 和 1 时两条相轨迹 说明加入局部速度负 反馈对系统阶跃响应动态过程的影响 图 3 2005 2012华工833自控基础综合试题 8 33全套资料参见日志 h t t p w u p s j imi999999 b l
4、o g 163 c o m b l o g 第 3 页 5 15 分 已知某离散 时间 系统的脉冲传递函数为 2 368 0 368 1 z z zR zC 试分别用部分分式法和留数计算法 反演积分法 求系统在单位阶跃输人信号 1 1 z z zRttr 作用下的输出响应时间函数 nc 6 16 分 已知系统的输人输出微分方程为 uuuuyyyy3910222 求系统的对角标准型状态空间表达式 7 18 分 L R C 网络如图 4 所示 建立以电容电压 tuc 电感电流 tiL为状态变量 控制电压 tu为输入 电流 ti 为输出的状态空间表达式 分析状态能控条件和能观测条件 图 4 8 16
5、 分 已知系统的状态空间表达式为 Xy uXX 112 0 1 0 041 020 122 确定系统的能控性 求系统的能控标准型 型 状态空间表达式 2005 2012华工833自控基础综合试题 8 33全套资料参见日志 h t t p w u p s j imi999999 b l o g 163 c o m b l o g 433 华南理工大学 2006 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 试卷上做答无效 请在答题纸上做答 试后本卷必须与答题纸一同交回 科目名称 自控基础综合 含自动控制原理 现代控制理论 适用专业 控制理论与控制工程 交通信息工程及控制 控制理论与控制工程 系统分析与集成
6、控制理论与控制工程 检测技术与自动化装置 系统工程 模式识别与智能系统 共 页 第 1 页 1 某比例加积分控制系统的结构图如图 1 所示 1 用 Routh 判据确定使系统稳定的 的取值范围 2 绘制以 为参变量根轨迹 并用根轨迹法分析 变化对系统稳定性和动 态性能的影响 3 求出一闭环极点为 5 时的 取值 以及此时其余闭环极点 零点 并估算 系统的单位阶跃响应性能指标 和 ts 此题 28 分 2 某反馈控制系统结构图如图 2 所示 1 用 Routh 判据确定使系统稳定的 K 的取值范围 2 绘出 K 1 时的 Nyquist 曲线 并用 Nyquist 判据判断此时系统的稳定性 3
7、用 Nyquist 判据讨论 K 与系统稳定性的关系 此题 25 分 s 1 51 4 ss R s C s 图 1 s K s2 R s s 1 图 2 C s 2005 2012华工833自控基础综合试题 8 33全套资料参见日志 h t t p w u p s j imi999999 b l o g 163 c o m b l o g 第 2 页 3 某最小相位系统开环对数频率特性 渐近线 如图 3 所示 1 写出开环传递函数 2 求出相角裕度并判断系统的稳定性 3 求出系统的无差度阶数 静态位置误差系数 静态速度误差系数 静态 加速度误差系数 此题 14 分 4 图 4 为一个带库伦摩
8、擦的非线性系统 现要求 1 在 ee 平面上绘出系统阶跃响应时的相平面图 大致图形 2 设 tRtr1 0 加粗321 0 R时的几条相轨迹 3 讨论库伦摩擦对阶跃响应性能的影响 此题 25 分 图 4 5 已知某离散控制系统的特征方程为 03910010040 23 zzz 判断系统的稳定性 此题 8 分 图 3 2005 2012华工833自控基础综合试题 8 33全套资料参见日志 h t t p w u p s j imi999999 b l o g 163 c o m b l o g 第 3 页 6 设系统的传递函数为 6116 25256 23 2 sss ss sU sY sG 1
9、 写出系统的能控标准形状态空间表达式 2 写出系统的对角线标准形状态空间表达式并画出模拟结构图 判断状态的能控 性 能观测性 此题 22 分 7 系统的状态空间表达式为 x xxx 01 00 1 0 43 10 y u 1 判断系统能控性和能观测性 2 求系统的单位阶跃响应 tx 3 若取采样周期 T 1 秒 求系统的离散化状态空间表达式 此题 28 分 2005 2012华工833自控基础综合试题 8 33全套资料参见日志 h t t p w u p s j imi999999 b l o g 163 c o m b l o g 433433433433 华南理工大学 2007 年攻读硕士
10、学位研究生入学考试试卷 试卷上做答无效 请在答题纸上做答 试后本卷必须与答题纸一同交回 科目名称 自控基础综合 适用专业 控制理论与控制工程交通信息工程及控制控制理论与控制工程系 统分析与集成控制理论与控制工程检测技术与自动化装置系统工程模式识 别与智能系统 共页 第1页 1 已知单位反馈系统的开环传递函数为 254 2 ss as sGk 用 R 稳定判据判别使闭环系统稳定的 取值范围 求出闭环系统的零点 绘制 从 0 时的闭环系统根轨迹 并求 1系统的阶跃响应过阻尼时 取值范围 暂不考虑闭环零点的影响 2闭环主导极点 0 707 时的闭环极点及阶跃响应 s t 暂不考虑闭 环零点的影响 3
11、简要回答考虑闭环零点影响后阶跃响应发生的变化 此题 31 分 2 单位反馈的典型欠阻尼二阶系统 校正前其闭环幅相频率特性如图 1 所示 求校正前系统的开环截止频率 c 相角裕度 动态性能指标 s t 及开 环传递函数 若采用串联校正装置 10250 140 s s sGc 求校正后系统开环截止频率 c 相角裕度 及相应的动态性能指标 s t 此题 28 分 2005 2012华工833自控基础综合试题 8 33全套资料参见日志 h t t p w u p s j imi999999 b l o g 163 c o m b l o g 第2页 3 一非线性系统的结构如图 2 所示 其中非线性环节
12、的参数 K 1 a 0 5 设原 系统处于静止状态 1 试在相平面上绘出输入 tRtr1 0 时 R0 0 ee 的相轨迹 2 试在相平面上绘出输入 ttVtr1 0 时 V0 0 ee 的相轨迹 3 说明死区非线性特性引入对系统输入响应动态性能的影响 此题 25 分 4 如图 3 所示的离散系统中 采样周期 s T 0 2 秒 放大系数 K 1 试求 系统的 开环脉冲传递函数 G z 闭环脉冲传递函数 z 判断系统的稳定性 s nTcttr时1 此题 16 分 附 n a的 Z 变换 azz 5 设系统运动方程为 u u u uu u u uy y y yy y y yy y y y1010
13、1010101010107 7 7 7 要求 1 写出系统的能控标 准型并绘出其相应的模拟结构图 2 写出系统的能观标准型并绘出其相应的模拟结 构图 3 写出系统的对角线标准型 并绘出相应的模拟结构图 此题 22 分 6 已知系统的状态空间表达式为 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 12 2 2 2 0 0 0 01 1 1 1 u u u ux x x xx x x x x x x xy y y y1 1 1 11 1 1 1 求 1 利用李雅普诺夫第二方法判断该系统平衡状态的稳定性 2 若系统输入 t t t tt t t tu u u u 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0
14、 0 0 0 0 0 0 2 2 2 2 1 1 1 1 x x x x x x x x 求系统的状态方程的解 3 对该系统进行精确离散化 并判断离 散化后系统的能控能观性和画出离散化后系统的模拟结构图 此时 采样周期 T 1 此题 28 分 2005 2012华工833自控基础综合试题 8 33全套资料参见日志 h t t p w u p s j imi999999 b l o g 163 c o m b l o g 833 华南理工大学 2008 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 请在答题纸上做答 试卷上做答无效 试后本卷必须与答题纸一同交回 科目名称 自控基础综合 含自动控制原理 现代控
15、制理论 适用专业 系统分析与集成 控制理论与控制工程 检测技术与自动化装置 系统工 程 模式识别与智能系统 交通信息工程及控制 共 4 页 第 1 页 一 15 分 工业上使用的光电纠偏器常用于钢厂 纺织厂等需要长距离走料的场合 其功能为纠正长距离物料在走料过程中偏离中心的误差 其原理示意图如图 1 所示 其中光电位置传感器的输出为电压信号 图图 1 1 试说明该系统的被控量 反馈量和控制量 并说明控制作用的产生原则 2 假设控制器的传递函数系数为K s 功率放大器的放大系数为Ka 电机和走 料机构结合后的传递函数为T s 光电传感器的传递系数为Q 试画出系统 的方块图 并求出系统误差传递函数
16、 2005 2012华工833自控基础综合试题 8 33全套资料参见日志 h t t p w u p s j imi999999 b l o g 163 c o m b l o g 第 2 页 二 20 分 某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 2 所示 其中虚线表示校正前频率 大于 3rad s 时的开环对数幅频特性 实线表示串联 校正后该频率段的开环对数幅频特性 而当频率 小于 3rad s 时 校正前 后 特性重合 求 1 校正前系统的开环传递函数 开环截止频率 sGo co 相角裕度 o 2 校正后系统的开环传递函数 sG 开环截止频率 c 相角裕度 3 串联校正装置的传递函数 确定所用的是何种性质的校正装置 简述其作用 图图 2 三 15 分 将水银温度计近似看作一个一阶惯性环节 测量前温度计显示刻度为 0 C 当我们把水银温度计插入水中一分钟后 其指示水温度为实际水温的 98 1 该温度计的输入 输出信号分别是什么 2 求出该温度计的传递函数 3 如果给水加热使水温以 4 C 分的速度均匀升温 温度计的稳态指示误差是 多少 C 2005 2012华工83
