2010年南京航空航天大学920自动控制原理(专业学位)考研试题

2013年中国 学技术大学848 动控制原理
2014年中国 学技术大学848 动控制原理
5．北京
天大学 动控制原பைடு நூலகம் 合
2012年北京
天大学931 动控制原理 合
2013年北京
天大学931 动控制原理 合
2014年北京
天大学931 动控制原理 合
6．山东大学 动控制原理
2016年山东大学847 动控制原理（含现代控制理 ）
8．其他院校自动控制原理考研 真题（含部分答案）
2010年华中科技大学829自动控制原理考研真 题及答案
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2015年华南理工大学813自动控制原理考研真 题
2016年华南理工大学813自动控制原理考研真 题
2017年华南理工大学813自动控制原理考研真 题
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参 案：
2013年电子科技大学839自动控制原理考研真 题及详解
参 案：
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4．中国科学技术大学自动控制 原理考研真题
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6．山东大学自动控制原理考研 真题
2016年山东大学847自动控制原理（含现代控 制理论）考研真题
2017年山东大学847自动控制原理（含现代控 制理论）考研真题

0）点可得：
20lg K = 0 ⇒ K = 1
转折处加入了一个二阶振荡环节，则开环传递函数可设为：
G(s) = 1 ⋅
ωn2
s s2 + 2ζωn s + ωn2
由转折点可知， ωn = 10rad/s 。
振荡环节在 ω = ωn 时的修正值为 −20 lg 2ζ 。由图知，修正值为 −10 − (−20) = 10 ，即：
2
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−20lg 2ζ = 10 ⇒ ζ = 1 2 10
则传递函数为：
G(s) =
1⋅ s s2
ωn2 + 2ζωn s + ωn2
=
s(s2
+
100 10s + 100)
开环对数相频曲线如图 1-4 所示。
（2）由图可知，在 L(ω)＞0dB 的范围内，对应的相频曲线对 −π 线无穿越，即 N+ = 0 ，
分别为输入和输出信号 u(t) 和 y(t) 的拉普拉斯变换。
解：由 L−1(sI − A)−1 = eAT ，可得：
(sI
−
A)−1
=
L(e AT
)
=
L
⎡e−t + te−t
⎢ ⎣
−te−t
te−t e−t − te−t
⎤ ⎥ ⎦
=
⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢⎣
s
1+ +1 −
(s
1 (s + 1)2
1 + 1)2
s3 1 10
s2 11 10
s1 100/11 0
s0 10 第一列系数均大于 0，故系统稳定。
系统稳定，输入信号拉氏变换为 R(s) = 1 ，故由输入信号引起的误差象函数在 s 右边平面 s2

243 俄语 244 日语
245 德语 246 英语
512 振动基础综合
557 戏剧史专业论文 601 数学分析 613 自然辩证法基础
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《量子力学》周世勋编，高等教育出版社 或 《量子力学导论》曾 谨言，北京大学出版社 1、马克思主义理论研究和建设工程重点教材：《马克思主义基本原 理概论》高等教育出版社，2013 年版。 2、马克思主义理论研究和建设工程重点教材：《马克思主义哲学》 高等教育出版社，2009 年版。 《高级英语》1/2 册第三版，张汉熙、王立礼，北京外语教学与研究 出版社，2011 年 6 月 《艺术学概论》(第三版)，彭吉象著，北京大学出版社，2006 年 《社会学概论新修》（第四版）郑杭生 主编；中国人民大学出版 社；出版时间：2013-4 1）陆静华、谭晶华主编《日语综合教程》第五册 2011 年 8 月 上海 外语教育出版社 2）陈小芬主编《日语综合教程》第六册 2011 年 11 月 上海外语教 育出版社 3）季林根主编《日语综合教程》第七册 2011 年 7 月 上海外语教育 出版社 4）皮细庚主编《日语综合教程》第八册 2008 年 1 月 上海外语教育 出版社 《行政管理学》张永桃主编，高等教育出版社；《行政管理学》夏 书章主编，中山大学出版社。 1、有机化学，胡宏纹主编，第三版，2006 年；2、有机化学，R. T. 莫里森，R. N. 博伊德著，1983 年；3、有机化学，徐寿昌编，第二 版，1991 年 政治学原理(第 2 版 21 世纪公共管理系列教材) 景跃进 张小劲主 编，中国人民大学出版社，2010 年版。 《法理学》（第四版）张文显主编，高等教育出版社、北京大学出 版社，2011 年第 4 版 《物理化学》[第四版]（上、下册），天津大学物理化学教研室 编，高等教育出版社，2001 《物理化学》[第五版]（上、下册），天津大学物理化学教研室 编，高等教育出版社，2009 （以上两套参考书由考生任选一套即可） 袁振国主编：《当代教育学》，教育科学出版社，2010 年，第 4 版。 彭聃龄. 《普通心理学》. 第 4 版. 北京：北京师范大学出版社， 2012. 《信息资源管理导论》（第 3 版）孟广均等著，科学出版社 2008.1 1. 《普通物理学》（第六版），程守洙、江之永主编，高等教育出 版社。 2. 《物理学》（第五版），东南大学等七所工科院校编，马文蔚等 改编，高等教育出版社。 《无机化学》[第四版]，大连理工大学无机化学教研室编，高等教 育出版社，2004 《无机化学》[第五版]，大连理工大学无机化学教研室编，高等教 育出版社，2006 《高等代数》北京大学，高等教育出版社。 《理论力学》,范钦珊、陈建平主编，高等教育出版社，2010 年 《材料力学（上、下册）》（第五版），刘鸿文. 高等教育出版社 《工程热力学》沈维道，高等教育出版社，2003 年;《工程热力学》 曾丹苓，高等教育出版社，2003 年 1.《材料科学基础》，陶杰 姚正军 薛烽 主编，化学工业出版社， 2006 年； 2.《材料科学基础全真试题及解析》，陶杰 姚正军 薛烽 等主编， 化学工业出版社，2006 年。 《电路理论基础》(第二版）潘双来 邢丽冬主编，清华大学出版社 2007.8；《电路学习指导与习题精解》(第二版）邢丽冬 潘双来 主

( Ⅰ)
( Ⅱ)
6．某序列检测电路输入为 X，输出为 Z。仅当 X 输入 “0011”或“1100”时 Z 才输 出 1；否则，Z=0。序列不可重叠。试推导其米里型状态图。 （10 分） 答：
S0 0/ 0 1/0 S1 0/0 0/ 0 1/1 0/0 0/0 S3 1/ 0 S5 S4 0/ 0 S6 1/0 1/0 S2 1/ 0 0/1 1/ 0
AB CD 00 01 11
0 1 0 1 0 0 x 1
10
1 0 0 1
00 x 01 1 11 1 10 1
F1⊕F2=C D + AB+ B D+ ABC =(B+C)(A+B+D)(A+B+D)
2．设电路的输入为 A、B、C 、D0、D 1、D 2、D 3，输出为 F，功能如表所示， 仅用一个图示的 4 选 1 数据选择器，附加适当的逻辑门，设计该电路，画出电路 图。 （15 分）
A 0 0 0 0 1 1 1 1
B 0 0 1 1 0 0 1 1
C 0 1 0 1 0 1 0 1
F D0 D1 D0 D3 D2 D3 D0 D2
EN 0 0 1 2 3
MUX
G0 3 1
答：
A 0 0 0 0 1 1 1 1
B 0 0 1 1 0 0 1 1
C 0 1 0 1 0 1 0 1
5．试设计一个 8421BCD 码的模 36 加法计数器，其计数起点为 0000 0000，画出 电路图。 （15 分）
答：
&
Q0 Q1 Q2 Q3 Q0 Q1 Q2 Q3 CR CP 1 CPU CPD 74192 LD CO BO CR CPU CPD

五. (本题 15 分) 已知最小相角系统的开环对数幅频渐近特性见图 3，要求： 1.写出系统的开环传递函数 G(s)H (s) ； 2.计算相角裕度 γ ； 3.概略绘出开环系统的幅相频率特性曲线，并用奈氏判据判断系统稳定性。
L(ω) [−40]
[−20] 50
ω
2
10
[−40]
图3
920 自动控制原理(专业学位) 第 2 页 共 4 页
科目代码：920 科目名称：自动控制原理 第 1 页 共 4 页
R(s) − C(s) )。
三．(本题 15 分) 设某单位负反馈系统开环传递函数为
G(s)
=
s(s
K*
+ 1)(s
+
2)
试概略绘制 K * 从 0 → ∞ 变化时的闭环根轨迹，并求临界根轨迹增益及该增益对应的 三个闭环极点。
四．(本题 15 分) 设某单位负反馈系统开环传递函数为 G(s) = K s(s + a)

南京航空航天大学 2012 年硕士研究生入学考试初试试题ď A ྄Đ
科目代码： 920 科目名称： 自动控制原理(专业学位) 满分： 150 分
注意: ①认真阅读答题纸上的注意事项；②所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或
草稿纸上均无效；③本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！
本试卷共 10 大题，满分 150 分。 一. (本题 15 分) 用梅逊公式求图 1 所示系统的闭环传递函数 C(s) 和 C(s) 。
10
s(s + 2)(s + 5)
1. 设计状态反馈控制律，将闭环极点配置在 − 5,−1 ± j 处； 2. 分析经状态反馈设计后，系统动态性能和稳态性能的变化。

r(t)
20
c(t)
s(0.2s +1)
Kts
图2
三. (本题 15 分) 已知某单位负反馈二阶系统，其开环极点数大于开环零点 数，在输入信号 r(t) = 1 + 2t + 3t 2 时，系统稳态误差 ess = 0.2 ，试求该系统
截止频率ωc = 10 时的相角裕度 γ 。
820 自动控制原理 第 1 页 共 4 页
1. 请概略绘制系统的开环对数频率特性曲线(波德图)，并判定使系统闭环 稳定的 K 值范围； 2. 绘制 K 从 0 → ∞ 时闭环特征根的轨迹，利用波德图中信息给出根轨迹穿 过 S 平面虚轴时的 K 和 ω 。
六. (本题 15 分) 系统结构图如图 4 所示（ K1 、 K 2 、T 均大于零） 1. 当 Gc (s) = 1时，试判断系统的稳定性； . 2. 若系统不稳定，加入校正网络 Gc (s) = τs + b ，试求此时使系统稳定τ 和 b 应满足的条件。
πA 1.分析周期运动的稳定性； 2.求出稳定周期运动的振幅 A 和频率 ω 以及 c(t) 表达式。
图6
九. (本题 15 分) 某系统的状态空间模型为 x&1(t) = −x1(t) + 5x2 (t) x&2 (t) = −6x1(t) + u(t) y(t) = x1(t)
现采用状态反馈控制策略，即 u(t) = −k1x1(t) − k2x2 (t) + r(t) ，其中 k1,k2 为实常数，
N (s)
R(s)
C(s)
G1 ( s )
G2 (s)
图1
二. (本题 15 分) 某系统的结构图如图 2 所示，要求： 1. Kt = 0 时，求系统在单位阶跃输入信号作用下的时域动态性能指标，超 调量σ % 和调节时间 ts （ Δ = 5% ），并概略绘出单位阶跃响应曲线 h(t) ； 2. 接上测速反馈 Kt s ，要求阻尼比ξ = 1 ，试确定 Kt 值，此时σ % = ? ，ts = ? ， 并概略绘出单位阶跃响应曲线。

2．将 1 得到的系统模型转换为对角标准型并判断系统的稳定性； 3．判断系统的状态能控性和能观性。
十、(本题 15 分) 已知系统的状态空间表达式为：
⎡−1 −2 −2⎤ ⎡2⎤
x&
=
⎢ ⎢
0
−1 −1⎥⎥ x + ⎢⎢0⎥⎥ u
⎢⎣ 1 0 −1⎥⎦ ⎢⎣1⎥⎦
y = [1 0 0] x
1．用状态反馈将系统闭环极点配置在-1、-2、-2； 2．该系统的状态观测器是否存在？若存在，请设计一个极点为-2、-2、-3 的全维状 态观测器；
梦想不会辜负每一个努力的人
南京航空航天大学
科目代码: 科目名称:
2015 年硕士研究生入学考试初试试题（ A 卷 ）
920 自动控制原理(专业学位)
满分: 150 分
注意: ①认真阅读答题纸上的注意事项；②所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无
效；③本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！
本试卷共 10 大题，满分 150 分
一、(本题 15 分) 系统结构图如图 1 所示，求 C(s)的表达式。
G3 (s)
R(s)
E(s)
G1 ( s)
−
H1(s)
N (s)
C(s) G2 (s) − H 2 (s)
H3(s)
图1
二、(本题 15 分) 已知系统的结构图如图 2 所示， r(t) = 2 ⋅1(t) ， 1. 当 k f = 0 时，求出系统的超调量σ % 和调节时间 ts ； 2. 当 k f 不等于零时，若要使系统的超调量σ % = 20% ，试求 k f 应为多大？并求出此
为无超调、阻尼振荡时 K 的取值范围； 2．若使根轨迹只具有一个非零分离点，求出此时 a 的取值？并画出此 a 值下 K: 0~

⎤ ⎥⎦ u
y = [c1 c2 ]x
其中 b1, b2 , c1, c2 为实数。
1. 试将其化为对角型； 2．在状态空间表达式化为对角型的基础上若使系统一个状态既能控又能观，另一
科目代码：920 科目名称：自动控制原理 第 3 页 共 4 页
个状态既不能控又不能观，试确定 b1,b2 , c1, c2 应满足的条件。 九．(本题 15 分) 已知线性定常离散系统的状态方程为
⎡0 1⎤
x(k
+ 1)
=
⎢ ⎢
1
⎥ 0⎥
x(k
)
⎣2 ⎦
试判断系统在平衡状态处的稳定性。
十．(本题 15 分) 已知系统的传递函数为
G(s) = s 2 + 8s + 15 s3 + 7s 2 + 14s + 8
1. 试求系统的可控标准型实现； 2. 在可控标准型实现的基础上设计状态反馈控制律使系统的闭环极点配置在‐1、 ‐2、‐3 处。
科目代码：920 科目名称：自动控制原理 第 4 页 共 4 页
科目代码：920 科目名称：自动控制原理 第 1 页 共 4 页
R(s) − C(s) )。
三．(本题 15 分) 设某单位负反馈系统开环传递函数为
G(s)
=
s(s
K*
+ 1)(s
+
2)
试概略绘制 K * 从 0 → ∞ 变化时的闭环根轨迹，并求临界根轨迹增益及该增益对应的 三个闭环极点。
四．(本题 15 分) 设某单位负反馈系统开环传递函数为 G(s) = K s(s + a)
设 φ( jω) 表示闭环幅频特性，ωn 表示系统的无阻尼振荡频率，ωr 表示系统的谐振频 率， r(t) 为系统输入，c(t) 为系统输出，且知 φ( jωn ) = 1，ωr = 0.707 ，r(t) = 1 + 2sin 2t 。

3. 若α = 0.2 时，求系统的相角裕度 γ 。
科目代码：920 科目名称：自动控制原理(专业学位) 第 2 页 共 4 页
R(s) −
C(s) G(s)
α 图3
L(ω )(dB )
ω 图4
七、(本题 15 分) 已知某离散系统的输入为 r*(t) ，输出为 c*(t) ，T 为采样周期，系统的
式中 k1, k2, k3 均为常量， r(t) 为输入， c(t) 为输出，画出系统的结构图，并求传递函数
C(s) / R(s) 。
二、(本题 15 分) 已知系统的结构图如图 1 所示，观测 r(t) = sin ωt 的系统响应，发现 当ω = 3 时系统输出 c(t) 幅值最大，要求： 1. 试确定 K 值，并写出系统的闭环传递函数； 2. 求单位阶跃响应的超调量σ % 、调节时间 tS ，并概略绘出单位阶跃响应曲线； 3. 若 r(t) = 1 + 1.8t ，求系统的稳态误差 ess 。
四、(本题 15 分) 单位负反馈系统的开环传递函数为
G(s) =
K
(s −1)[(s + 3)2 + 1]
1. 绘制系统的闭环根轨迹（ K：0 ~ ∞ ），并求出分离点处的闭环传递函数；
2. 确定系统稳定的 K 值范围； 3. 确定系统闭环极点全部为实数且系统能正常工作时 K 值范围。
五、(本题 15 分) 设一单位负反馈系统的开环传递函数为 G(s) = 100e−0.01s ，现有三种 s(0.1s + 1)
差分方程为： c * (t + 3T ) +1.7c*(t + 2T ) + 0.92c*(t + T ) + 0.16c*(t) = r*(t + T ) + 0.1r*(t) ， 1. 试判断该系统的闭环稳定性； 2. 设误差 e*(t) = r*(t) − c*(t) ，当 r(t) = 1(t) 时，求系统的稳态误差 e(+∞) 。