2012年西安科技大学入学考试试题818自动控制原理A答案

自控原理04-12年考研真题带有部分参考答案和手写的部分答案共页2576104215第1页西安科技大学2012年硕士研究生入学考试试题及答案─────────────────────────────────科目编号：818科目名称：自动控制原理一、（15分）RC网络如图1所示，其中u1为网络输入量，u2为网络输出量。（1）画出网络结构图（方框图）；（2）求传递函数U2(s)/U1(s)。答案：1)(1)(111221221211212212112sCRCRCRsCCRRsCRRsCCRRuu二、（15分）已知系统的信号流图如下图所示，试求传递函数C/R。答案：单独回路4个，即21321GGGGGLa两个互不接触的回路有4组，即321323121GGGGGGGGGLLcb自控原理04-12年考研真题带有部分参考答案和手写的部分答案共页2576104215第2页三个互不接触的回路有1组，即321GGGLLLfed于是，得特征式为3213231213212211GGGGGGGGGGGGLLLLLLfedcba从源点R到阱节点C的前向通路共有4条，其前向通路总增益以及余因子式分别为KGGGP321111KGGP322121GKGGP313231GKGGGP321414因此，传递函数为44332211)()(PPPPsRsC321323121321231132221)1()1(GGGGGGGGGGGGGKGGGKGG三、（15）设系统如图所示。如果要求系统的超调量等于%15，峰值时间等于0.8s，试确定增益K1和速度反馈系数Kt。同时，确定在此K1和Kt数值下系统的上升时间和调节时间。答案：闭环特征方程为0)1(112KsKKst即21nK，nntK212由已知条件R(s)C(s)1+Kts)1(1ssK自控原理04-12年考研真题带有部分参考答案和手写的部分答案共页2576104215第3页8.0115.0%21/2npptet解得1588.4,517.0sn05.211K178.0121KKnttr=0.533ts=1.476四、(15分)闭环系统传递函数2222)(nnnssksM，输入R(S)=sin10t,输出C(S)=1.1sin(10t-90o),单位阶跃输入时，稳态输出0.9，求系统传递函数。解：ωn=10k=0.9ξ=0.9/2.2=0.40910018.890)(2sssM五、（15分）单位负反馈系统开环传递函数)31)(1()()(sssksHsGr。1.试绘制系统的简略根轨迹图（写明作图规则）；2.若)31)(1()()()(sssasksHsGr，利用根轨迹的基本规则计算a和rk，使系统一对闭环极点为)1,1(j。自控原理04-12年考研真题带有部分参考答案和手写的部分答案共页2576104215第4页解：1.600j][s2.33a，73.2324rk六、（15分）单位负反馈系统开环传递函数)2)(10(50)(ssssG，绘制开环系统奈奎斯特图，并判别闭环系统的稳定性。若系统稳定，求相角裕量和幅值裕量。解：-1.5-10u,)(20245)(G闭环系统稳定ωc=5,γ=180,ωx=20,h=4.8七、（20分）最小相位系统未校正开环传递函数)(0sG，经过校正后的传递函数)(sG，系统对数幅频特性如图所示，试求自控原理04-12年考研真题带有部分参考答案和手写的部分答案共页2576104215第5页1、传递函数)(0sG=？)(sG=？（注：图中K，ω3需自己求出来）2、按串联校正方式，求Gc(S)=?3、按并联校正方式，求Hc(S)=?dB20logG0(ω)-20dB/dec20logG(ω)-40dB/dec-20dB/dec-40dB/decω3500logω520504000-60dB/dec解：1.ω3=200，K=8010)1002.0)(102.0(1080)(0ssssG)1002.0)(1005.0)(12.0()105.0(1080)(ssssssG2.)1005.0)(12.0()102.0)(105.0()(sssssGc3.105.00008.0)(2sssHc八、（20分）单位负反馈系统，非线性部分的描述函数为N(x)=23x。线性部分的传递函数)2)(1(10)(ssssG，判断系统是否有极限环，若有，判断极限环是否稳定，并求极限环的振幅和频率。解：有稳定极限环，2，5x九、（20分）已知系统结构如下图所示，