2010年南京理工大學(xué)控制理論基礎(chǔ)考研試題

1、第第 頁(yè)共3頁(yè)南京理工大學(xué)2010年碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題試題編號(hào)：2010010033 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(hào)寫在答題紙上，寫在試卷上不給分！1、（20分）設(shè)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：試求：（1）若系統(tǒng)阻尼比和自然頻率分別為：f = 0.707, con=2 rad!s。求、尺2的 值，并求出此時(shí)系統(tǒng)階躍響應(yīng)的峰值時(shí)間調(diào)節(jié)時(shí)間（誤差帶取 = 5%）和超調(diào)量7% ;（2）若要使系統(tǒng)有兩個(gè)相等的實(shí)根512=-10,求此時(shí)相應(yīng)的&、&值。2、（10分）已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為:試求系統(tǒng)在輸入為r（f） = 1 + 2Z + sin

2、/時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差ess。3、（10分）已知控制系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為：，尺0試?yán)L制系統(tǒng)開環(huán)幅相曲線，并利用Nyquist穩(wěn)定判據(jù)分析閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4、（10分）某單位負(fù)反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為:G（s）=5（0.5.? + 1）（0.15 + 1） 已知其相角裕度/ = 45，試求：（1）此時(shí)尺的值；（2）繪制出此時(shí)系統(tǒng)的概略Bode圖。5、(15分)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示:K5（5 + 0.5）（K5（5 + 0.5）（5 + 1.5）其中尺0當(dāng)Gc(5)= 1時(shí)，繪制此時(shí)閉環(huán)系統(tǒng)的概略根軌跡圖；若采用PD控制器，即Gc(s) = + s,繪制此時(shí)閉環(huán)系統(tǒng)的概略根軌跡圖;6、(15分)某控制系統(tǒng)

3、結(jié)構(gòu)如圖(a)所示，6、(15分)某控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖(a)所示，Ge(s)為校正環(huán)節(jié)，最小相位系統(tǒng)G(s) 的對(duì)數(shù)幅頻特性如圖(b)所示。若要求系統(tǒng)校正后截止頻率a)c4Arad/s,相角 裕度/45,試設(shè)計(jì)校正環(huán)節(jié)Gc(s)。7、(W分)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。若要使輸出OX)不受#(5)的影響，求此 時(shí)的Gd(s) o8、(15分)某閉環(huán)離散系統(tǒng)如圖所示，其中ZOH為零階保持器，為連續(xù)對(duì)象的傳遞函數(shù)。已知采樣周期r-b gp(s)=-。S +試確定系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)；當(dāng)試確定系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)；當(dāng)r= 1(?)(即單位階躍信號(hào))時(shí)，試確定系統(tǒng)輸出響應(yīng)的初值和終值。9、（10分）非線性結(jié)構(gòu)如

4、圖所示，若希望在輸出端得到 = 2rad/S）幅值為/ = 4 的等幅振蕩的周期信號(hào)，試確定此時(shí)系統(tǒng)參數(shù)尺和a的值。10 （2分）已知同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)方程為：x-2d）-3ty2x = 0, y-v2coxu 其中，X為徑向波動(dòng)，y為軸向位置波動(dòng)，W為;p方向的引擎力，cy為常數(shù)（注: 若衛(wèi)星運(yùn)行與地球同步，則 = 2?r/（3600 x24）弧度/秒），如圖所示。（1）若選取卜x y X|T為狀態(tài)向量，以y為輸出，試寫出系統(tǒng)的狀態(tài)空間 表達(dá)式；（2）_請(qǐng)判斷該系統(tǒng)狀態(tài)的可觀測(cè)性。假設(shè)y為可測(cè)變量，試為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè) 全維狀態(tài)觀測(cè)器，并使其極點(diǎn)位于5 = -2歷，-3和-33cyJ。y Ay -4- fl?/11、（15分）已知狀態(tài)完全