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2012年-2013年中国科学院大学自动控制理论考研真题试题试卷汇编

芝士传媒 × 题源库 www.zhishi360.com ...让知识更美味... 目 录 2012 年中国科学院大学自动控制理论考研真题试题试卷··········································· 2 2013 年中国科学院大学自动控制理论考研真题试题试卷··········································· 7 第 1 页,共 10 页 芝士传媒 × 题源库 www.zhishi360.com ...让知识更美味... 中国科学院研究生院 2012 年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题 科目名称:自动控制理论 考生须知: 1.本试卷满分为 150 分,全部考试时间总计 180 分钟。 2.所有答案必须写在答题纸上,写在试题纸上或草稿纸上一律无效。 3. 可以使用无字典存储和编程功能的电子计算器。 一、 (共 20 分)某机电系统如图所示,其中 M 、 k 、 f 分别代表物体质量、弹 dx 簧的弹性系数、阻尼器的粘性摩擦系数,电磁线圈的反电势 eb ? K1 ,线圈电 dt 流 i 2 对衔铁 M 产生的力 F0 ? K 2i2 ,求: (1)以 E ( s) 为输入、 X ( s) 为输出的系统信号流图; (10 分) (10 分) (2)传递函数 G?s ? ? X ?s ? / E ?s ? 。 k f k R i1 L M x i2 C 科目名称:自动控制理论 第 2 页,共 10 页 第1页 共5页 芝士传媒 × 题源库 www.zhishi360.com ...让知识更美味... 二、 (共 20 分)用结构图化简方法求下图所示系统的闭环传递函数 W5 ? X c ( s) 。 X r ( s) H3 W2 ? W3 W4 Xr ? W1 ? ? Xc ? H1 H2 H4 三、 (共 20 分)已知系统结构图如下图所示,放大系数 K ? 10 ,求: (1) 当 ? ? 0 时,试确定系统的阻尼比 ? ,固有频率 ? n 和单位斜坡输入时系统 的稳态误差; (6 分) (2) 当 ? ? 0.6 时,求系统中 ? 的值和单位斜坡输入时的稳态误差; (7 分) (3) 若要使 ? ? 0.6 ,单位斜坡函数输入下的稳态误差 ess ? 0.2 ,试确定系统中 ? 的值,此时放大系数 K 应为多少。 (7 分) R( s ) ? E ( s) K ? ? 1 s ( s ? 2) C (s) ? ? ?s ? 科目名称:自动控制理论 第 3 页,共 10 页 第2页 共5页 芝士传媒 × 题源库 www.zhishi360.com ...让知识更美味... 四、 (共 20 分)某具有局部反馈的系统结构图如下图所示。要求: (8 分) (1) 画出当 K 由 0 ? ? 变化时,闭环系统的根轨迹; (2) 用根轨迹法确定, 使系统具有阻尼比 ? ? 0.5 (对复数闭环极点而言)时 K 的 取值以及闭环极点的取值; (6 分) (3) 用根轨迹法确定,系统在单位阶跃信号下稳态误差的范围。 (6 分) R( s ) ? E (s) K 1 0.5s ? 1 ? ? 1 s (0.25 s ? 1) C ( s) ? ? ? 五、 (共 20 分)控制系统如下图所示。 (1) 概略绘制开环系统幅相特性曲线(Nyquist 图) ; (8 分) (2) 分析 K 值不同时系统的稳定性; (6 分) (6 分) (3) 确定当 T1 ? 1 , T2 ? 0.5 和 K ? 0.75 时系统的幅值裕度。 R ?s ? K s ?T1 s ? 1??T2 s ? 1? C ?s ? 科目名称:自动控制理论 第 4 页,共 10 页 第3页 共5页 芝士传媒 × 题源库 www.zhishi360.com ...让知识更美味... 六、 (共 25 分)一单位负反馈最小相位系统的开环对数幅频特性如下图所示,其 中虚线为校正前特性曲线,实线为加入串联校正装置后的特性曲线。 (1) 试写出串联校正前系统开环传递函数; (10 分) (2) 试写出串联校正后系统开环传递函数; (10 分) (3) 试写出串联校正装置的传递函数; (5 分) L(? ) / dB 50 - 20 -4 0 20 0 - 20 -4 0 0 3 0.1 0.4 1 2 - 20 10 20 -4 0 ? / s ?1 (七题、八题任选其一) 七、 (共 25 分)系统结构图如下图所示,已知 Gh ( s ) 为零阶保持器, K ? 10 , T ? 0.2 s 。试求: (1) 系统的误差传递函数 C ( z) ; (8 分) E ( z) (2) 判断闭环系统的稳定性; (8 分) (3) 当 r (t ) 分别为 1(t ) , t , 0.5t 2 时系统的稳态误差。 (9 分) r (t ) ? e(t ) ? Gh ( s ) K s2 ? c (t ) 0.5s ? 科目名称:自动控制理论 第 5 页,共 10 页 第4页 共5页 芝士传媒 × 题源库 www.zhishi360.com ...让知识更美味... 八、 (共 25 分)某单位负反馈的二阶系统(无闭环零点) ,其单位阶跃响应如图 (a)所示;当 r (t ) ? 3sin 4t 时,系统的稳态输出响应如图(b)所示,求: (1) 闭环系统传递函数; (10 分) ; (7 分) (2) 计算系统的动态性能(超调量 ? % ,调节时间 t s ) (3) 求系统的截止频率 ? c 和相角裕度 ? 。 (8 分) (a) (b) 科目名称:自动控制理论 第 6 页,共 10 页


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