2018年西安建筑科技大学考研专业课真题874自动控制原理.doc

西 安 建 筑 科 技 大 学
2018 年攻读硕士学位研究生招生考试试题
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考试科目:
 （874）自动控制原理

4.最小相位系统的开环增益越大，其 。
A.振荡次数越多
B.稳定裕量越大 C.相位变化越小
D.稳态误差越小
5.单位反馈系统开环传递函数 G(s) 为 G(s) = 5 ，当输入为单位阶跃信号时，其位置误差
s 2 + 6s + 5
为 。
A. 2
B. 0.2
C. 0.5
D. 0.05
三、按要求答题（共 1 题，本题 15 分）.

某反馈控制系统的方框图如图 1 所示，试求：

（1） 信号流图；（5 分）

（2） 闭环传递函数；（5 分）
（3） 判别系统的稳定性，求不在左半 s 平面的特征根数。（5 分）
图 1

四、判定稳定性（本题 15 分）
已知一单位反馈系统，其开环传递函数 G(s) = K ,试用奈氏判据，判断系统的稳定状态。
s - 1
五、按要求答题（本题 15 分）

某控制系统的开环对数幅频特性如图 2 所示。要求：

（1） 写出系统的传递函数；（5 分）

（2） 利用相位裕量判断系统的稳定性；（5 分）

适用专业: 电气工程

一、填空（共 5 题，每题 3 分，共 15 分）

1.某系统的单位脉冲响应为 g(t) = 10e-0.2t + 5e-0.5t ,则系统的传递函数 G(s) 为 。
2.根轨迹起始于 ，终止于 。
3.PI 控制器时域表达式是 ，其相应的传递函数为 ， 由于积分环节的引入，可以改善系统的 性能。
4.判断一个闭环线性系统是否稳定，可以采

用 、 、 等方法。
5.最小相位系统是指 。
二、选择题（共 5 题，每空 3 分，共 15 分）

1.惯性环节与积分环节的频率特性在 上相等。
A.幅频特性的斜率
B.最小幅值
C.相位变化率
D.穿越频率
2. w 从 0 变化到 ¥ 时，延迟环节的频率特性极坐标图为 。
A.圆
B.半圆
C.椭圆
D.双曲线
3.二阶系统的传递函数是 G(s) =
5
s 2 + 2s + 5
，则系统是 。
A.临界阻尼系统 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 D.零阻尼系统

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考试科目:
 （874）自动控制原理

七、设计校正环节（本题 20 分）

为了满足性能要求，请设计一个无源校正环节。已知单位负反馈伺服系统的开环传递函数为
G(s) =
200
s(0.1s + 1)
，要求校正后系统的相位裕量不小于 45°，截止频率不小于 50rad/s.
八、计算题（本题 20 分）
已知单位负反馈系统的开环传递函数 G(s) =
2
s(s + 3)
,且初始条件 c(0) = -1 , c'(0) = 0
计算: (1) 系统在 r(t) = 1(t) 作用下的输出响应 c(t) ;

(2) 系统在 r(t) = 2(t) + 2t 作用下的稳态误差 ess
九、名词解释（共 5 个，每个 4 分，共 20 分）

（1）复合控制

（2）稳定裕度

（3）描述函数

（4）超前网络

（5）PID

适用专业: 电气工程

（3） 将其对数幅频特性向右平移 10 倍频程，讨论系统的性能有何变化。（5 分）
图 2
六、求满足条件时，K 的取值范围。（本题 15 分）
图 3 为某控制系统的方框图，设输入信号为斜坡函数 r(t) = t ，要求系统的稳态误差 ess £ 0.2 增益 裕量 20 lg k ³ 6dB. ，求满足条件时，K 的取值范围。
图 3