2004年南京理工大學(xué)自動控制原理考研試題

1、南京理工大學(xué)2004年碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題試題編號：200410031考試科目：控制理論基礎(chǔ)(滿分150分)考生注意：所有答案(包括填空題)按試題序號寫在答案紙上，寫在試卷上不給分、(15分)設(shè)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖所示。圖中受控對象的傳遞函數(shù)=檢測和反饋裝置的傳遞函數(shù) (2 + 1)77(5)= 1( r(t ) = d(l = t (? 0) DQ:式求：0第i頁共3頁試求+ （1）系統(tǒng)參數(shù)A：、7；和特征參數(shù)、的取值;12）系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。三、（10分）已知非線性系統(tǒng)的齊次微分方程為十 ay + K sin = 0試求該系統(tǒng)在平衡狀態(tài)附近的線性化模型。四、（15分）考慮如圖所

2、示系統(tǒng)，它具有一個不穩(wěn)定前向傳遞函數(shù)。試畫出系統(tǒng)的根 軌跡圖.并標(biāo)出閉環(huán)極點。證明雖然閉環(huán)極點位于負實軸上，并且系統(tǒng)是非振蕩的， 但是單位階躍響應(yīng)曲線仍呈現(xiàn)出過調(diào)，計算其超調(diào)量并簡單說明原因。fs(s-3)1 )卽）五、（15分）已知某受控系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)為g（t） = X（Ue-Q-5r如果將它構(gòu)成一個單位反饋系統(tǒng)，試?yán)L制該系統(tǒng)的開環(huán)幅相曲線，并求使系統(tǒng)處于臨 界穩(wěn)定時其開環(huán)增益和振蕩頻率值。六、U5分）設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s） =,要求用狀態(tài)反饋將閉環(huán)極點配5（5+ 3）置到口2, -2, -lL試計算狀態(tài)反饋增益矩陣，并說明所得到的閉環(huán)系統(tǒng)是否可觀測。七、（15分）證在開環(huán)系統(tǒng)中串

3、聯(lián)插入超前網(wǎng)絡(luò)和滯后網(wǎng)絡(luò)后.其作用效果分別如 同一個比例-加-遍分控制（在小a范圍內(nèi)）和一個比例-加積分控制（在大a范圍內(nèi) 八、（15分一個可控標(biāo)準(zhǔn)形系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式為:第2頁共3頁同一個系統(tǒng)的可觀測標(biāo)準(zhǔn)形的狀態(tài)空間表達式為:_0-0.4V+0.8X-, L- 1_1.3_7；.1y = o 1:試證明：(1)方程(a)和(幻給定的狀態(tài)空間表達式給出了一個狀態(tài)可控但不是可觀測的系統(tǒng): -2)方程(c)和(心所定義的狀態(tài)空間表達式給出了一個不是狀態(tài)完全可控卻可觀測 的系統(tǒng)。(3)試解釋是什么原因引起了同一系統(tǒng)可控性和可觀測性之間的這種顯著差別。九、(15,分)設(shè)二階系統(tǒng)方程為：X,0廠乂2-1-1_X2顯然，平衡狀態(tài)是原點。試用李亞普諾夫函數(shù)分析該狀態(tài)的穩(wěn)定性。十、(15 分 己知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖示。K = 4.M = l(r),c(O) = 0 x(0) = 0 .在e-e