南航自控试卷2001A
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南京航空航天大学2015年硕士研究生入学考试初试试题(A 卷)科目代码: 820科目名称:自动控制原理满分: 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) 试用梅森公式求图1所示系统的传递函数()()C s R s 和()()E s R s 。
图1二、(本题15分) 设一反馈控制系统如图2所示,试选择1K 、2K 以使系统同时满足下列性能指标要求:(1) 当单位斜坡输入时,系统的稳态误差0.35ss e ≤; (2) 闭环系统的阻尼比0.707ζ≤;(3) 调节时间3s t ≤秒。
图2三、(本题15分) 设系统的闭环特征方程为0846322345=−−−−+s s s s s ,试用劳斯稳定判据判别该系统的闭环稳定性,并求出其全部闭环特征根。
1(2)K s s +2K sR (s )C (s )四、(本题15分) 设系统的闭环特征方程为2()(1)0s s a K s +++=,)0(>a1.当10a =时,绘制K : 0~∞变化时的系统闭环根轨迹,并求出系统阶跃响应分别为无超调、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~∞变化时的系统闭环根轨迹。
五、(本题15分) 设单位反馈控制系统的开环传递函数为21)(sas s G +=,试确定相角裕度为45°时的a 值。
六、(本题15分) 如图3所示,最小相位系统开环对数幅频渐近特性为)(ωL ′,串联校正装置对数幅频特性渐近特性为)(ωc L 。
1.求未校正系统开环传递函数)(0s G 及串联校正装置)(s G c ;2.在图中画出校正后系统的开环对数幅频渐近特性)(ωL ′′,并求出校正后系统的相位裕度γ′′;3.简要说明这种校正装置的特点。
自控选择考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 自控系统的基本组成包括哪些部分?A. 传感器、控制器、执行器B. 传感器、控制器、反馈回路C. 传感器、控制器、执行器、反馈回路D. 控制器、执行器、反馈回路答案:C2. 闭环控制系统与开环控制系统的主要区别是什么?A. 是否有反馈回路B. 控制精度的高低C. 系统响应速度的快慢D. 是否需要外部能源答案:A3. 在控制系统中,稳定性是指系统在受到干扰后能够恢复到什么状态?A. 初始状态B. 稳态C. 任意状态D. 非稳定状态答案:B4. PID控制器中的“P”代表什么?A. 比例B. 积分C. 微分D. 比例-积分答案:A5. 以下哪个是控制系统中的非线性元件?A. 比例控制器B. 积分控制器C. 微分控制器D. 饱和元件答案:D6. 系统的时间常数τ与系统的什么特性有关?A. 响应速度B. 稳定性C. 精度D. 负载变化答案:A7. 在控制系统中,超调量S.O.是指什么?A. 系统响应的最大偏差B. 系统响应的最小偏差C. 系统响应的最终偏差D. 系统响应的最大超调量答案:D8. 系统增益Kp与系统的什么特性有关?A. 稳定性B. 响应速度C. 精度D. 负载变化答案:B9. 以下哪个是控制系统中的线性元件?A. 比例控制器B. 积分控制器C. 微分控制器D. 所有选项答案:D10. 系统响应曲线中的“稳态误差”是指什么?A. 系统响应的初始偏差B. 系统响应的最大偏差C. 系统响应的最终偏差D. 系统响应的瞬时偏差答案:C二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 自控系统的设计目标通常包括哪些?A. 快速性B. 稳定性C. 准确性D. 经济性答案:ABCD2. 以下哪些因素会影响控制系统的稳定性?A. 系统增益B. 反馈回路C. 外部干扰D. 系统参数答案:ABCD3. PID控制器的三个参数分别影响系统的哪些特性?A. P影响响应速度B. I影响稳态误差C. D影响超调量D. P影响超调量答案:ABC4. 以下哪些是控制系统分析中常用的方法?A. 根轨迹法B. 频率响应法C. 状态空间法D. 奈奎斯特判据答案:ABCD5. 自控系统在实际应用中可能遇到的问题包括哪些?A. 非线性问题B. 时变问题C. 干扰问题D. 系统延迟答案:ABCD三、填空题(每题2分,共10分)1. 自控系统的开环传递函数通常表示为_________。