东南大学550自动控制原理考研真题答案

2012东南大学自动化复试
笔试5c5自动控制原理试题
一.简答题（5*10’=50’）
1.对于一个线性定常连续系统，若x（0）不可控，则对任意t>0，是否exp（At）*x（0）仍不可控？为什么？请简述理由。

2.判断两个矩阵是否是状态转移矩阵？若是，求出A。

（具体矩阵不记得了）
3.在开环传递函数中增加一个开环零点，对系统根轨迹有何影响？对系统瞬态性能有何影响？
4.对于非最小相位系统，为什么说一定存在K使得系统不稳定？
5.输入-输出稳定性与内部稳定性是否等价？两者有何关系？对于单输入单输出系统两者何时等价？
二.综合题（4*25’=100’）
1.机电系统建模（比较复杂）
已知：输入为u（t），输出为x（t）
对m1的电磁力为k4*i（t）
反电动势为e=k3*dx/dt
要求：画出系统框图，并写出传递函数。

2.对于离散系统
（1）求开环和闭环脉冲传递函数（T=1）
（2）根据（1）画出系统根轨迹
（3）求出使系统稳定的K的范围（可利用朱利判据）
3.关于离散系统
已知两个零输入响应，求系统矩阵G（具体数据不记得）
再已知x（0），H，u,求x（5）。

（利用迭代法即可）
4.关于离散系统证明：（比较难）
对于n维线性定常离散系统，证明：一定能找到u（kT）使得在不超过nT（包括nT）的时间内使x（t）回到状态原点的充要条件是该离散系统完全能控。

东南大学550自动控制原理考研真题答案1、同卵双胞胎(由一个受精卵发育成两个胎儿)姐妹俩，出生时皮肤有黑、白之分，引起这种变异的类型和原因是( )。

[单选题] *A.不可遗传的变异，由遗传物质的改变而引起B.可遗传的的变异，由遗传物质的改变而引起的(正确答案)C.不可遗传的变异﹐由环境条件的改变而引起的2、工程设计里面“制订方案”这一环节并不重要，有没有这一环节都无所谓，因为后面制作改进过程中肯定会对最初的方案进行修改的。

[判断题] *对错(正确答案)3、圭表主要是利用（）的周期性变化规律来计时的。

[单选题] *A.正午日影方向B.正午日影长度(正确答案)C.正午温度变化4、在制作晶体的实验中，使用较浓的食盐溶液更容易产生食盐晶体。

( ) [单选题]对(正确答案)错5、海面上常有十级以上的大风形成，所以海岛上一般不会生长的植物是（）。

[单选题] *A.高大的水杉树(正确答案)B.崖壁的苔藓C.低矮的灌木6、关于小孔成像，说法不正确的一项是（）。

[单选题] *A.小孔成像的原理是光在空气中沿直线传播B.光穿过小孔后改变了传播的方向(正确答案)C. 2000多年前，我国古代科学家墨子就做了类似“小孔成像”的实验7、根据“银河”光带，我们可以很方便地找到由三颗亮星组成的“夏季大三角”，( )不是“夏季大三角”的成员。

[单选题] *A.织女星B.牛郎星C.心宿二星(正确答案)8、一只摆钟半夜走快了三分钟，为了使它准确计时，下列方法有效的是( ) [单选题]A.变短摆的长度B.加长摆的长度(正确答案)C.增大摆锤的重量9、当用手摇电动机点亮小灯泡后，想要使小灯泡更亮，可以采取的方法是（）。

[单选题] *A.转动的时间更久一些B.改变转动的方向C.转动的速度更快一些(正确答案)10、35铁钉生锈速度最快的是( )。

[单选题] *A.铁钉完全浸没在水中B.铁钉一半浸在水中一半暴露在空气中(正确答案)C.铁钉一半浸在油中一半在干燥的空气中11、船的底部特别宽阔，船的稳定性就能大大提高。

自控原理考研真题及答案自控原理是自动控制领域的基础课程，对于考研学生而言，掌握自控原理的知识非常重要。

为了帮助考生更好地备考自控原理，以下将介绍一道经典的自控原理考研真题，并给出详细的答案解析。

题目及答案如下：1.某控制系统的传递函数为G(s) = (s+2)/(s^2+6s+10)，将其分解为部分分式后，若其阶数为n，则n等于多少？答案解析：根据题目给出的传递函数G(s)，可以得到其分母的根为s^2+6s+10=0，通过求根公式可求得其根为s1=-3+j，s2=-3-j。

由于这两个根均为复根，所以传递函数为二阶系统。

因此，答案为n=2。

2.某开环系统的传递函数为G(s) = K/(s^3+4s^2+10s)，若该系统为稳定系统，求参数K的范围。

答案解析：对于稳定系统来说，其特征多项式的所有根的实部都小于0。

根据题目给出的传递函数G(s)，可以得到其特征多项式为s^3+4s^2+10s=0，通过求根公式可求得其根为s1=-1.33，s2=-0.67+j1.11，s3=-0.67-j1.11。

由于这三个根的实部均小于0，所以该系统为稳定系统。

由于K为传递函数的比例因子，不影响传递函数的特征根，所以参数K的范围可以取任意实数。

3.某系统的开环传递函数为G(s) = 10/(s+4)，若该系统采用比例控制器，根据比例控制器的输出与输入的关系，求闭环传递函数。

答案解析：比例控制器的输出与输入的关系为C(s) = KpR(s)，其中C(s)为比例控制器的输出，Kp为比例增益，R(s)为输入信号。

而闭环传递函数等于开环传递函数乘以比例控制器的传递函数，即T(s) = G(s)C(s)。

代入相应的数值，可得到T(s) = 10Kp/(s+4)。

4.某系统的开环传递函数为G(s) = 10/(s+5)，若该系统采用积分控制器，根据积分控制器的输出与输入的关系，求闭环传递函数。

答案解析：积分控制器的输出与输入的关系为C(s) = KI/s，其中C(s)为积分控制器的输出，KI为积分增益，s为Laplace变换变量。

考研真题自动控制原理答案考研真题的自动控制原理答案通常会涉及到多个不同的问题和题型，包括选择题、填空题、简答题和计算题等。

以下是一份模拟的答案示例，用于展示如何回答自动控制原理的考研真题。

自动控制原理考研真题答案示例一、选择题1. 闭环控制系统的主要优点是（）A. 提高系统的稳定性B. 提高系统的快速性C. 提高系统的精度D. 所有以上答案：D2. 系统稳定性的判断方法中，最常用的是（）A. 奈奎斯特判据B. 伯德图C. 劳斯判据D. 根轨迹法答案：C二、填空题1. 一个典型的二阶系统，其开环传递函数为 \( G(s) =\frac{K}{(s+2)(s+4)} \)，其单位阶跃响应的超调量 \( \% \) 可以通过以下公式计算：\( \% = \frac{e^{(-\frac{b}{2a})}}{2} \)，其中 \( a \) 和 \( b \) 分别是传递函数中的系数。

答案：a = 1, b = 62. 系统的时间常数 \( \tau \) 与系统的自然频率 \( \omega_n \)之间的关系是 \( \tau = \frac{1}{\omega_n} \)。

答案：错误，应为 \( \tau = \frac{\omega_n}{Q} \)三、简答题1. 简述PID控制器的基本原理及其组成部分。

答案：PID控制器是一种常见的反馈控制器，它根据误差信号的当前值、过去值和未来预测值来调整控制量。

PID控制器由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。

比例部分对当前误差进行反应，积分部分对过去累积的误差进行反应，微分部分则预测误差的未来变化趋势。

四、计算题1. 给定一个系统，其开环传递函数为 \( G(s)H(s) =\frac{10}{s(s+2)(s+5)} \)，试求该系统的单位阶跃响应，并画出其阶跃响应曲线。

答案：首先，我们需要找到该系统的闭环传递函数。

假设闭环系统有单位负反馈，则闭环传递函数为 \( T(s) = \frac{G(s)}{1+G(s)H(s)} \)。

《⾃动控制原理》试题（卷）与答案解析（A26套）⾃动控制原理试卷A(1)1．（9分）设单位负反馈系统开环零极点分布如图所⽰，试绘制其⼀般根轨迹图。

（其中-P 为开环极点,-Z ，试求系统的传递函数及单位脉冲响应。

3.（12分）当ω从0到+∞变化时的系统开环频率特性()()ωωj j H G 如题4图所⽰。

K 表⽰开环增益。

P 表⽰开环系统极点在右半平⾯上的数⽬。

v 表⽰系统含有的积分环节的个数。

试确定闭环系统稳定的K 值的范围。

4．（12分）已知系统结构图如下，试求系统的传递函数)(,)(s E s C,3==p v （a ）,0==p v （b ）2,0==p v （c ）题4图题2图5．（15分）已知系统结构图如下，试绘制K 由0→+∞变化的根轨迹，并确定系统阶跃响应分别为衰减振荡、单调衰减时K 的取值范围。

6．（15分）某最⼩相位系统⽤串联校正，校正前后对数幅频特性渐近线分别如图中曲线(1)、(2)所⽰，试求校正前后和校正装置的传递函数)(),(),(21s G s G s G c ，并指出Gc （S ）是什么类型的校正。

7．（15分）离散系统如下图所⽰，试求当采样周期分别为T=0.1秒和T=0.5秒输⼊)(1)23()(t t t r ?+=时的稳态误差。

8．（12分）⾮线性系统线性部分的开环频率特性曲线与⾮线性元件负倒数描述曲线如下图所⽰，试判断系统稳定性，并指出)(1x N -和G （j ω）的交点是否为⾃振点。

参考答案A(1)1、根轨迹略，2、传递函数)9)(4(36)(++=s s s G ；单位脉冲响应)0(2.72.7)(94≥-=--t e3、 21,21,21><≠K K K 4、6425316324215313211)()(G G G G G G G G G G G G G G G G G G s R s C ++++= 642531632421653111)()(G G G G G G G G G G G G G G G G G s R s E +++-= 5、根轨迹略。

2012东南大学自动化复试
笔试5c5自动控制原理试题
一.简答题（5*10’=50’）
1.对于一个线性定常连续系统，若x（0）不可控，则对任意t>0，是否exp（At）*x（0）仍不可控？为什么？请简述理由。

2.判断两个矩阵是否是状态转移矩阵？若是，求出A。

（具体矩阵不记得了）
3.在开环传递函数中增加一个开环零点，对系统根轨迹有何影响？对系统瞬态性能有何影响？
4.对于非最小相位系统，为什么说一定存在K使得系统不稳定？
5.输入-输出稳定性与内部稳定性是否等价？两者有何关系？对于单输入单输出系统两者何时等价？
二.综合题（4*25’=100’）
1.机电系统建模（比较复杂）
已知：输入为u（t），输出为x（t）
对m1的电磁力为k4*i（t）
反电动势为e=k3*dx/dt
要求：画出系统框图，并写出传递函数。

2.对于离散系统
（1）求开环和闭环脉冲传递函数（T=1）
（2）根据（1）画出系统根轨迹
（3）求出使系统稳定的K的范围（可利用朱利判据）
3.关于离散系统
已知两个零输入响应，求系统矩阵G（具体数据不记得）
再已知x（0），H，u,求x（5）。

（利用迭代法即可）
4.关于离散系统证明：（比较难）
对于n维线性定常离散系统，证明：一定能找到u（kT）使得在不超过nT（包括nT）的时间内使x（t）回到状态原点的充要条件是该离散系统完全能控。

考研真题自动控制原理答案考研真题自动控制原理答案自动控制原理是控制工程学科中的重要基础课程，对于掌握控制理论和方法具有重要意义。

考研真题是考生备考的重要参考资料，通过解析真题答案可以帮助考生更好地理解和掌握自动控制原理的知识点。

本文将针对考研真题自动控制原理部分的答案进行分析和解析，希望对考生备考有所帮助。

第一题：对于一阶惯性环节，其传递函数为G(s)=K/(Ts+1)，其中K为增益，T 为时间常数。

当输入信号为阶跃信号时，输出信号的稳态误差为多少？解析：对于一阶惯性环节，当输入信号为阶跃信号时，输出信号的稳态误差可以通过计算传递函数的极限值得到。

根据传递函数的定义，当s趋向于无穷大时，传递函数的值趋向于0。

因此，输出信号的稳态误差为0。

第二题：对于一阶惯性环节，其传递函数为G(s)=K/(Ts+1)，当输入信号为正弦信号时，输出信号的幅频特性为何？解析：对于一阶惯性环节，当输入信号为正弦信号时，输出信号的幅频特性可以通过计算传递函数的频率响应得到。

根据传递函数的定义，将s替换为jω，其中j为虚数单位，ω为频率。

将传递函数带入计算后，可以得到输出信号的幅频特性的表达式。

一阶惯性环节的幅频特性为1/(√(1+(ωT)^2))，其中T为时间常数。

从表达式可以看出，输出信号的幅频特性随着频率的增加而下降，且下降的速度随着时间常数的增加而加快。

第三题：对于一阶惯性环节，其传递函数为G(s)=K/(Ts+1)，当输入信号为冲激信号时，输出信号的时间响应为何？解析：对于一阶惯性环节，当输入信号为冲激信号时，输出信号的时间响应可以通过计算传递函数的拉普拉斯反变换得到。

根据传递函数的定义，将传递函数带入计算后，可以得到输出信号的时间响应的表达式。

一阶惯性环节的时间响应为K/T * (1-e^(-t/T))，其中T为时间常数。

从表达式可以看出，输出信号的时间响应在初始时刻有一个跃变，然后逐渐趋向于稳定状态。

通过以上对考研真题自动控制原理部分答案的解析，我们可以发现，自动控制原理是一门基础性的学科，掌握其中的知识点和方法对于掌握控制工程学科具有重要意义。

自控原理考研真题及答案自控原理是考研中的一门重要课程，涉及到控制系统的基本原理和方法。

掌握自控原理的知识对于考研的成功至关重要。

下面将为大家介绍一些自控原理的考研真题及答案，希望对大家备考有所帮助。

1. 题目：什么是控制系统？答案：控制系统是由被控对象、传感器、执行器、控制器和控制算法等组成的一种能够使被控对象按照期望状态运行的系统。

控制系统可以分为开环控制系统和闭环控制系统两种类型。

开环控制系统只根据输入信号控制被控对象，不考虑被控对象的输出状态；闭环控制系统则通过反馈信号来调整控制器的输出，使被控对象的输出状态接近期望状态。

2. 题目：什么是反馈控制？答案：反馈控制是一种基于被控对象的输出状态来调整控制器输出的控制方法。

在反馈控制系统中，传感器会将被控对象的输出信号转化为电信号，通过控制器进行处理，并根据控制算法计算出控制器的输出信号，再通过执行器作用于被控对象。

通过不断采样被控对象的输出信号，并与期望状态进行比较，反馈控制系统可以实现对被控对象输出状态的调整，使其接近期望状态。

3. 题目：什么是传递函数？答案：传递函数是描述线性时不变系统输入输出关系的数学模型。

传递函数可以通过拉普拉斯变换来求得，它是输出信号与输入信号的比值，通常用H(s)表示，其中s为复变量。

传递函数可以用来分析系统的稳定性、动态响应和频率特性等。

在控制系统中，传递函数可以用来描述控制器、被控对象和传感器等之间的关系。

4. 题目：什么是PID控制器？答案：PID控制器是一种常用的控制器，由比例控制器（P）、积分控制器（I）和微分控制器（D）组成。

比例控制器根据被控对象的输出与期望状态之间的差异进行调整；积分控制器根据被控对象输出与期望状态之间的积分误差进行调整，可以消除稳态误差；微分控制器根据被控对象输出与期望状态之间的变化率进行调整，可以提高系统的动态响应。

PID控制器通过调整比例、积分和微分参数，可以实现对系统的稳定性和动态性能的优化。

自控原理试卷(11-12)标准答案一、简答题1、开环控制系统无反馈回路，结构简单，成本较低，但是控制精度低，容易受到外界干扰，输出出现误差无法进行补偿；闭环控制结构相对复杂，但能在有不可预知的干扰的情况下，使得输出量和参考输入量之间的偏差尽可能小。

2、如果系统开环传递函数在右半平面没有零、极点，那么该系统为最小相位系统； 有延迟环节的系统不属于最小相位系统。

3、一个连续时间线性定常系统输入-输出稳定的充分必要条件是其微分方程的特征方程的根（即传递函数的极点）全部具有负的实部。

4、存在矛盾之处，三阶系统例子。

5、状态反馈不会改变系统的能控性，输出反馈也不会改变系统的能控性； 输出反馈不会改变系统的能观性，状态反馈有可能改变系统的能观性。

二、综合题1、 13223232143211s (H G G H G G G G G G G G G G -++=）2、 解： ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=11126621641k Q 验证：0=k Q ，可以知道n rankQ k <，所以系统不完全可控。

⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=1016104101g Qn rankQ k <=2 系统不完全可观3、 解：由已知条件可知91=a ，52=a ，33=a ，00=b ，11=b ，42=b ，13=b 选取状态变量 y x =1,y x =2,yx =3, 则 00=β，11=β，52-=β，413=β于是得到系统状态空间表达式为u X X ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=4151953100010 []X y 001= 4、26313,2js ±=，12=K5、⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+---=-=-t t tt t t tt e e e e e e e e t t 222212222)()(ΦΦ6、系统的闭环传递函数为Ks s s s Ks R s C ++++=)2)(1()()(2所以系统的特征方程为D （s ）=0233234=++++K s s s s 劳斯表如下：Ks K s Ks s Ks 01234792372331-需满足：0792,0>->kK解得系统闭环稳定的K 的取值范围为：0<K<14/97、①6,5,3321-=-=-=λλλ；②-A⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=6-5-3-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=-3/12/16/1B。