南开大学811自动控制原理2019年考研专业课真题试卷

第一章自控理论基本概念本章作为绪论，已较全面地展示了控制理论课程的全貌，叙述了今后在课程的学习中要进行研究的各个环节内容和要点，为了今后的深入学习和理解，要特别注意本章给出的一些专业术语及定义。

1、基本要求（1）明确什么叫自动控制，正确理解被控对象、被控量、控制装置和自控系统等概念。

（2）正确理解三种控制方式，特别是闭环控制。

（3）初步掌握由系统工作原理图画方框图的方法，并能正确判别系统的控制方式。

（4）明确系统常用的分类方式，掌握各类别的含义和信息特征，特别是按数学模型分类的方式。

（5）明确对自控系统的基本要求，正确理解三大性能指标的含义。

2．内容提要及小结（1）几个重要概念自动控制在没有人直接参与的情况下，利用控制器使被控对象的被控量自动地按预先给定的规律去运行。

自动控制系统指被控对象和控制装置的总体。

这里控制装置是一个广义的名词，主要是指以控制器为核心的一系列附加装置的总和。

共同构成控制系统，对被控对象的状态实行自动控制，有时又泛称为控制器或调节被控对象给定元件测量元件比较元件控制装置（控制器）比较元件放大元件自动控制系统执行元件校正元件负反馈原理把被控量反送到系统的输入端与给定量进行比较，利用偏差引起控制器产生控制量，以减小或消除偏差。

2）三种基本控制方式实现自动控制的基本途径有二：开环和闭环。

实现自动控制的主要原则有三：主反馈原则——按被控量偏差实行控制。

补偿原则——按给定或扰动实行硬调或补偿控制。

复合控制原则——闭环为主开环为辅的组合控制。

（3）系统分类的重点重点掌握线性与非线性系统的分类，特别对线性系统的定义、性质、判别方法要准确理解。

（4）正确绘制系统方框图 绘制系统方框图一般遵循以下步骤： ①搞清系统的工作原理，正确判别系统的控制方式。

②正确找出系统的被控对象及控制装置所包含的各功能元件。

③确定外部变量（即给定值、被控量和干扰量） ，然后按典型系统方框图的 连接模式将各部分连接起来。

南开大学控制科学与工程专业考研参考书南开大学控制科学与工程专业考研复习都是有依据可循的,考研学子关注事项流程为：考研报录比-大纲-参考书-资料-真题-复习经验-辅导-复试-导师，缺一不可。

在所有的专业课资料当中，真题的重要性无疑是第一位。

分析历年真题，我们可以找到报考学校的命题规律、题型考点、分值分布、难易程度、重点章节、重要知识点等，从而使我们的复习备考更具有针对性和侧重点，提高复习备考效率。

真题的主要意义在于，它可以让你更直观地接触到考研，让你亲身体验考研的过程，让你在做题过程中慢慢对考研试题形成大致的轮廓，这样一来，你对考研的"畏惧感"便会小很多。

南开大学是首屈一指的知名学府，能够被南开大学控制科学与工程专业录取，我这一年的卧薪尝胆也就值了，拿着天津考研网提供的红宝书反复的看，真的那种“往烂了的嚼”，准备，复习的这一年，真的很枯燥，很苦，但是，我很满足，很充实，很值。

所以写下这篇分享文章，旨在鼓励那些正在考研路上默默奋斗你们。

南开大学控制科学与工程专业考研的初试科目是：①101思想政治理论②201英语一③301数学一④810控制综合基础或811智能综合基础所以说，专业课是有选择的，我选择考的是810控制综合基础，我觉得这个更加有用，但是自从14年以后南开大学不在公开参考书目，这下资料以及参考书把我难住了，寻找了好几天，也许是老天爷相助，也许是命里该有这么一个人，偶然间与一位偶遇的学姐谈到了考研，就问她参考资料方面的是，她第一年没考上，来学校二战，今年准备找找更新的部分就可以啦，因为他觉得资料很好，所以我也看了一下，的确不错，刚好他缺少更新的部分，我就直接入手了一套，没想到不仅有真题还有很多的指导性东西，像专业课导学视频啊，大纲解析视频啊，还有真题解析视频啊，都做的很全面，并且学姐还给我推荐了参考书，并且他们有电子版的《自动控制理论例题习题集考研试题解析》，按章给出知识点，针对学习过程中的重点、难点，设计了大量帮助深入理解概念和掌握分析问题方法的例题和习题，并配以习题参考答案。

南开大学2019年考研809控制综合基础考试大纲
809控制综合基础考试大纲
081100控制科学与工程专业
一、考试目的
本考试是全日制控制科学与工程专业学术硕士学位研究生的入学资格考试之专业基础课，各语种考生统一用汉语答题。

各招生院校根据考生参加本考试的成绩和其他三门考试的成绩总分来选择参加第二轮，即复试的考生。

二、考试的性质与范围
本考试是测试考生控制理论与技术的尺度参照性水平考试。

考试范围包括本大纲规定的自动控制原理和现代控制论。

三、考试基本要求
1. 掌握经典的自动控制原理的基本概念、时域与频域分析方法与校正方法。

2. 对现代控制论中的线性控制系统和最优控制的基本概念、理论与方法有较深入地理解。

3. 具备较强的C/C++语言或matlab语言的编程能力。

四、考试形式
本考试采取单项技能测试与综合技能测试相结合的方法，通过主、客观试题考查考生对于控制理论与方法的掌握程度。

五、考试内容
本考试包括两大部分：自动控制原理和现代控制论基础。

总分150分。

I.自动控制原理。

2019年自动控制原理期末考试卷与答案一、填空题（每空1分，共20分）1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性和准确性。

2、控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值称为传递函数。

3、在经典控制理论中，可采用劳斯判据(或：时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据(或：频域分析法)等方法判断线性控制系统稳定性。

4、控制系统的数学模型，取决于系统结构和参数,与外作用及初始条件无关。

5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为20lg()Aω(或：()L ω)，横坐标为lgω。

6、奈奎斯特稳定判据中，Z=P-R，其中P是指开环传函中具有正实部的极点的个数，Z是指闭环传函中具有正实部的极点的个数，R指奈氏曲线逆时针方向包围(-1,j0)整圈数。

7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t定义为调整时间。

%σ是超调量。

8、设系统的开环传递函数为12(1)(1)Ks T s T s++，则其开环幅频特性为()Aω=频特性为01112()90()()tg T tg Tϕωωω--=---。

9、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。

10、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e--=+，则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s+++。

11、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。

12、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。

13、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统稳定。

判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。

14、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值越频率cω对应时域性能指标调整时间s t，它们反映了系统动态过程的快速性二、(8分)试建立如图3所示电路的动态微分方程，并求传递函图3解：1、建立电路的动态微分方程根据KCL有200i10i)t(u)]t(u)t(d[u)t(u)t(u R dt C R=-+-(2分)即)t(u)t(du)t(u)()t(du i2i21021021R dtC R R R R dt C R R+=++(2分)2、求传递函数对微分方程进行拉氏变换得)(U)(U)(U)()(U i2i21021021s R s Cs R R s R R s Cs R R +=++(2分)得传递函数2121221i0)(U)(U)(R R Cs R R R Cs R R s s s G+++==(2分)三、（共20分）系统结构图如图4所示：1、写出闭环传递函数()()()C s s R sΦ=表达式；（4分）2、要使系统满足条件：707.0=ξ,2=nω,试确定相应的参数K和（4分）3、求此时系统的动态性能指标s t,00σ；（4分）图44、t t r2)(=时，求系统由()r t产生的稳态误差ss e；（4分）5、确定)(s G n，使干扰)(t n对系统输出)(t c无影响。

2019年人工智能学院硕士研究生考试大纲809控制
综合基础
081100控制科学与工程专业
一、考试目的
本考试是全日制控制科学与工程专业学术硕士学位研究生的入学资格考试之专业基础课，各语种考生统一用汉语答题。

各招生院校根据考生参加本考试的成绩和其他三门考试的成绩总分来选择参加第二轮，即复试的考生。

二、考试的性质与范围
本考试是测试考生控制理论与技术的尺度参照性水平考试。

考试范围包括本大纲规定的自动控制原理和现代控制论。

三、考试基本要求
1. 掌握经典的自动控制原理的基本概念、时域与频域分析方法与校正方法。

2. 对现代控制论中的线性控制系统和最优控制的基本概念、理论与方法有较深入地理解。

3. 具备较强的C/C++语言或matlab语言的编程能力。

四、考试形式
本考试采取单项技能测试与综合技能测试相结合的方法，通过主、客观试题考查考生对于控制理论与方法的掌握程度。

1。

、（10分）给定系统的动态结构图如图二所示。

试求传递函数
C(s) E(s) R(s) ，R(s)
考研《自动控制原理（含20%现代）》真题
一、（10分）试建立图一所示校正环节的动态结构图，并指出这是一个什么样的校正环节。

三、（10分）请解释对于图三所示的两个系统，是否可以通过改变K值（K>0）使系统
稳定。

(a) (b)
G(s) =K 佔+2)
1 . G(s)=
2
s(0.1s 1) 2. G(s)=
2
s(s 1)
Z变换丫⑵.
四、（10分）已知单位反馈系统的开环传递函数为
试绘制K<<0 —X的根轨迹图
五、（15分）已知系统的开环传递函数为
G（s）H（s）= Kg D
s（s-1）（10s+1）
1. 试绘制K=1时的对数幅频、相频特性的渐近线；
2. 应用Nyguist判据分析系统的稳定性，并说明改变K值是否可以改变系统的稳定性。

六、（6分）简单说明PID调节器各部分的作用答：P作用：
I作用：
D作用:
七、（9分）设有两个非线性系统，它们的非线性部分一样，线性部分分别如下:
试问：当用描述函数法分析时，哪个系统分析的准确度高？为什么?
图四
九、（20分）设系统的状态空间表达式为
八、（10分）给定系统如图四所示。

试求在单位阶跃输入时，系统输出的
1 •试求状态转移矩阵；
2 •为保证系统状态的能观性，a应取何值？
3. 试求状态空间表达式的能观规范形；
4 •用李亚普诺夫第二方法判断系统的稳定性。

姓名： 报考专业： 准考证号码： 密封线内不要写题年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目名称：自动控制原理（█A 卷□B 卷）科目代码：考试时间：3小时 满分150分2019年攻读硕士学位研究生入学考试试题（参考答案）科目名称：自动控制原理（█A 卷□B 卷）科目代码：827考试时间：3小时 满分150分一、简答题（共5小题，每小题6分，共30分）：1、对自动控制系统的基本要求是。

答：稳（稳定、平稳）、快（动态响应快）和准（稳态误差小）。

2　线性离散控制系统稳定的充分必要条件是。

答：离散系统闭环特征方程所有的特征根全部位于平面单位圆内部，即z 1, 1,2,i z i n<= 3　函数的拉氏变换和变换分别为。

1()ate t -⎡⎤+⎣⎦z 答：和11s a s ++1aT z zz e z -+--4　某线性定常系统的单位脉冲响应为，则该系统闭环传递函1.25()0.0125t g t e -=数为 。

答：0.01251.25s +5　串联超前校正和滞后校正的主要特点分别是。

答：串联超前校正利用相位超前特性，主要改善系统的动态特性；串联滞后校正利用高频衰减特性，主要改善系统的稳态性能。

二、分析题（15分）简述空调器是如何自动调节室内温度？画出空调器温度自动控制系统的方框图。

解答：空调器控制部分有一个温度自动调节系统，它主要由空调遥控器、温度调节器、制冷压缩电机、温度传感器等部分组成。

以夏季调器运行工作过程为例，用户预先设定一个温度值，启动空调器后，温度传感器实时检测室内温度（通常高于预设温度），并与预设温度进行比较，根据温度偏差，通过温度调节器进行运算处理，并根据运算结果发出控制指令，控制制冷压缩电机运行时间长短，以使室内温度下降，当室内温度接近或等于预设温度时，电机停止工作。

当电机停止工作后，室温会再次回升，类似地由温度传感器实时检测出温度变化，通过温度调节器运算处理后，发出控制指令，启动电机运行，直到室温回到预设温度为止。

自动控制原理习题及其解答第一章（略） 第二章例2-1 弹簧，阻尼器串并联系统如图2-1示，系统为无质量模型，试建立系统的运动方程。

解：(1) 设输入为y r ，输出为y 0。

弹簧与阻尼器并联平行移动。

(2) 列写原始方程式，由于无质量按受力平衡方程，各处任何时刻，均满足∑=0F ，则对于A 点有021=-+K K f F F F其中，F f 为阻尼摩擦力，F K 1，F K 2为弹性恢复力。

(3) 写中间变量关系式220110)()(y K F Y Y K F dty y d f F K r K r f =-=-⋅=(4) 消中间变量得 020110y K y K y K dtdy f dt dy f r r=-+- (5) 化标准形 r r Ky dtdyT y dt dy T +=+00 其中:215K K T +=为时间常数，单位[秒]。

211K K K K +=为传递函数，无量纲。

例2-2 已知单摆系统的运动如图2-2示。

(1) 写出运动方程式 (2) 求取线性化方程 解：（1）设输入外作用力为零，输出为摆角θ ，摆球质量为m 。

（2）由牛顿定律写原始方程。

h mg dtd l m --=θθsin )(22其中，l 为摆长，l θ 为运动弧长，h 为空气阻力。

（3）写中间变量关系式)(dtd lh θα= 式中，α为空气阻力系数dtd l θ为运动线速度。

（4）消中间变量得运动方程式0s i n 22=++θθθmg dt d al dtd ml （2-1)此方程为二阶非线性齐次方程。

（5）线性化由前可知，在θ ＝0的附近，非线性函数sin θ ≈θ ，故代入式（2-1）可得线性化方程为022=++θθθmg dt d al dtd ml 例2-3 已知机械旋转系统如图2-3所示，试列出系统运动方程。

解：（1）设输入量作用力矩M f ，输出为旋转角速度ω 。

（2）列写运动方程式f M f dtd J+-=ωω式中， f ω为阻尼力矩，其大小与转速成正比。

管理学部分(100分)一、简答题(每题l0分，共50分)1 对于管理的概念，为什么不存在唯一的定义，你对管理是怎样理解的?2 如何认识组织使命、愿景、战略间的关系?3 组织的构成要素是什么?如何理解组织结构的内涵?4 按照不同标准对控制进行的不同分类，各自有什么样的优点与不足?5 组织创新过程的模式有哪几种?创新活动有无内在的规律可以遵循?二、论述题(每题25分，共50分)1.有人认为领导者与被领导者之间是井然有序的层级关系;经理人对待员下，就如同一台机器的设计者对待齿轮和螺丝钉。

你同意上述观点吗?此外，何谓领导力?其与领导者权力，领导艺术、领导方法或技能间一种什么关系?2，许多企业期望组织具有弹性、灵活、敏感、竞争力强、创新性及奉行顾客至上等特色，但为何现实世界中会存在许多高度自我防卫、结构僵化、反应迟钝、缺乏效率、不易创新及忽视内外部顾客需求的组织呢?是何原因形成这种现象?请说明你的看法。

微观经济学部分(50分)一、简答题(每题10分，共30分)1 请用恩格尔曲线表示高档消费品与收入之间的关系，并进行解释。

2 为什么等产量曲线通常凸向原点，斜率是递减的?3 企业应承担社会责任，是当今社会对企业提出的要求。

请从微观经济学的视角，解释企业为什么应承担社会责任?二、论述题(20分)近年来，通过不断并购，我国许多行业出现了寡头垄断的趋势。

请结合实际:阐述寡头垄断的成因与作用。

管理学部分(100分)简答题(每题10分，共40分)1 由于管理理论体系比较庞杂，人们往往按照不同的思路梳理管理理论产生发展的基本脉络。

按照时间的先后顺序梳理的做法比较常见，这样做的优缺点是什么？2 怎么判定意向决策属于确定性决策、风险性决策还是不确定性决策？划分决策类型有什么用途？3 资源观(Resource-Based View,简称RBV)也称资源基础理论，是组织与战略中经常涉及到的理论，该理论的主要观点或内容是什么？4 你认为管理学科主要研究什么？二、分析题(每题20分，共40分)1 阅读以下情景案例，然后回答问题鼎立公司是由南方一家私营企业与北方一家国有企业合资的冷饮食品生产企业。