硕士学位研究生招生考试《自动控制原理》试题.docx
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硕士学位研究生招生考试《自动控制原理》试题
杭州电子科技大学
硕士学位研究生招生考试《自动控制原理》试题
（试题共十一大题，共6页，总分150分）
姓名报考专业准考证号
【所有答案必须写在答题纸上，做在试卷或草稿纸上无效！
】
一．判断题（正确的打4，错误的打x，本大题共10小题，每题1分，本大题共
10分）
l、在水箱液位控制系统中，控制盘为液位高度。
（
2、传递函数是指线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比值。
（）
3、过阻尼系统因为布在振荡，将造成系统反应迟钝，因此一般控制系统应避免设计成过阻尼系统。
（
4、如果保持二阶系统的阻尼比不变，减小｛（）n，则将增大上升时间和峰值时间。
（）
5、根轨迹起始于开环极点，终止于开环苓点。
（）
6、稳定系统的闭环幅相频率特性靠近（1－.JO）点的程度代表了系统的相对稳定性，距离（－1.JO）点越远，则闭环系统的相对稳定性就越高。
（）
7、开环频域性能指标中的相角裕度y，对应时域性能指标中的稳态误差ess0
（）
8、相位迟后校正利用高频幅值衰减作用，使剪切频率减小，从而具有较大的稳定裕度。
（）
9、在采样控制系统中，如果离散信号直接作用于被控对象，将得到离散的输出信号，所以需摆在被控对象前引入保持器。
（
10、采样过程从物理上可以理解为脉冲调制过程。
（
第l!
）!
J是6页
二．单项选择题（本大题1共0小题，每题2分，本大题共20分）
l、温度计系统可以看作是一个惯性环节＿！
＿。
用其测量水温，l分钟才能显示
Ts+I
出该温度的98%数值，则该惯性环节的时间常数T大约为（〉。
（A）15秒（B）20秒（C）25秒（D）30秒
2、假设上题的时间常数T大约为20秒，若加热容器使水温按6°C/min的速度均匀上升，则温度计的稳态指示误差为（〉。
（A）1.5C（B）2.0C（C）2.5C（D）3.0C
3、二阶系统的传递函数G（s）=,1，则其阻尼比ζ是（）。
4s"+2s+l
（A）0.2（B）0.25（C）0.5（D）以上郁不正确
K
4、设单位负反馈控制系统的开环传递函G数（S）＝一一一一，其中K>O，α＞0,
s（s＋α）
则关于闭环控制系统的稳定性，下列说法正确的是（）
（A）仅与K值大小有关（B）仅与α值大小有关
（C）与K和a值大小无关（D）与K和α值大小都有关
10
5、某单位负反馈系统的开环传递函数为G（S）＝一一一一，则当输入为
s（s+2）
r（t）=4+St+52t
时，闭环系统的稳态误差为（〉。
（A）10（B）2.5（C）2（D）以上都不正确
6、如果最小相位系统的开环增益越大，那么（〉。
（A）振荡次数越多（B）稳定裕度越大
（C）稳定裕度越小（D）稳态误差越小
7、下列串联校正装置的传递函数中，能在向＝1处提供最大相位迟后角的是
（A）IOs+I（B）IOs+I
s+1O.ls+1
（C）2s+I（D）O.ls+I
0.5s+110s+1
8、假设三个非线性系统具有相同的非线性环节，而线性环节分别为
G1（s）=G（s）＝一一－G3（s）=
2（1.Ss+1）
s（O.ls+1）、2s（s+1）、s（s+1）（0.1s+1），则在应用
描述函数法分析时，分析准确度较高的系统是（）。
（A）第一个（8）第二个（C）第三个（D）第一个和第二个
r一＋
9、f（t）=sin{J）f的Z变换为（）。
－”－
－
AU
nE一尘
－m川一－
z
－
m
zsin{J）T
2
－
（A）
（C）
z2-2zcos{J）T+1
＋
－d
『
肌一m－
·
z
一＋
－2
－z
2
！
2
mw
ZStn{J）J
ru
z''-2zsin{J）T+1
10、给定系统
输入为单位阶跃函数时的状态响应为（）。
-e
一1
（A）5-21（8）
＋－e
l+-e
－
－1一5
'
e-2
2222
l+e－’-e
一1
（C）5-21（D）
＋－e
一1一5e-21
－
2222
一·如图1所示系统结构图，试用结构图化简方法（注意：
使用其他方
法，不
C（s）。
〈本题15分）
得分！
！
〉求传递函数一一
R（s）
图1系统结构图
四．己知一控制系统如图2所示。
如果要求系统的超调量等于9.5%，峰值时间等于0.8，试确定增益Ki和测速发电机输出斜率K，。
同时，确定在此Ki和K，数值下系统的调节时间（血=5%）。
本〈题15分〉
图2控制系统
五．己知系统的结构图如图3所示，试应用劳斯稳定判据确定使闭环系统稳定的K取值范围。
〈本题15分）
图3系统结构图
六．己知开环等、极点分布如图4所示，试概略绘出相应的闭环根轨迹图，
并判断系统的稳定性。
（本题12分）
JJ
×
。
。
×
‘、，，，
，飞．
ku
（a）
图4开环等、极点分布图
七．系统的开环传递函数为G（s=）;（3s+5），请画出其乃奎斯特曲线，
S俨＼2s+4）
并据图判断其稳定性。
（本题15分）
八．己知最小相位系统的对数幅频特性渐近特性曲线如5图所示，试确定系统的开环传递函数。
本〈题10分〉
L（w）
。
-40dB/dec
4
-20dB/dec
400w
图5对数幅频特性
九．已知非线性系统如图6所示，图中非线性环节的描述函数
X+2
为N（X）＝τ：
－－：
－
C
.x+l
图6非线性系统
试求：
产生自持振荡时，线性部分的k值范围。
（本题10分〉十．己知某系统的齐次状态方程为
沁）＝
当系统叫响应x（t）=rn时，试计算系统时状态x（O）o（本题12
分〉
十一．设控制系统的结构图如图7所示，试判别该系统的可控性和可观
测性。
（本题16分〉
x,=y
图7控制系统结构图
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