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1、南京航空航天大学 2021 年自动控制原理-B 卷考研真题南京航空航天大学 2021 年自动控制原理-B 卷考研真题一、(本题 15 分)已知某系统结构如图 1 所示,求 Y(s)的表达式。图 1二(本题 15 分)控制系统如图 2 所示,其中 K1、K2 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 2三、(本题 15 分)已知 I 型系统结构如图 3 所示,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2.当 时,系统稳态输出;试确定、PI 参数和 b。图 3四
2、、(本题 15 分)控制系统如图 4 所示,k0。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。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 G(s);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c 2,相角裕度 45图 5六、(本题 15 分)设系统结构图如图 6 所示,其中。1.试绘制 a0 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.a0,若系统开环截止频率为 4,问能否满足相角裕度 的要求;3.讨论参数 a 对系统稳定性的影响。图 6七、(本
3、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T0.4 秒,试分析:1.求控制器的脉冲传递函数表达式;2.判断使系统稳定的 K 值范围;3.若 K2.5,求在单位阶跃输入时,系统的稳态误差。附 Z 变换表:图 7八、(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)的输出信号 c 的自振振幅和频率,分别画出信号 c、x、y 的稳态波形。图 8九、(本题 15 分)已知系统的状态空间表达式为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。