2005年试卷和答案

  • 格式:doc
  • 大小:1.26 MB
  • 文档页数:6

浙江工业大学
2005年攻读硕士学位研究生入学考试试题

1. (20分)
(1)简述传递函数的定义。
(2)求如图所示系统结构图的传递函数)(/)(sRsC。

解:(1)在零初始条件下,线性定常系统的输出的拉式变换与输入的拉氏变换之
比,称为该系统或环节的传递函数。
(2)


)(sC)(sR
2
G

1
G

3
G

4
G
_

5
G
_
= = △1=1+ △2=1+ = -
= - △=1-() =1++

=
【翔高点评】
这是一个比较经典的考题,几乎每年的试卷里都考过。只是针对具体题
目,采用不同方法而已,此类型采用信号流图法。

2. (18分)如图所示离散控制系统:
r(t)
c(t)
1e

s
Ts

K

s1

T

(1)求系统开环脉冲传递函数;
(2)求系统闭环脉冲传递函数;
(3)写出系统的差分方程;
(4)简述离散控制系统的脉冲传递函数的定义。

解:(1)G(Z)=Z[]=K(1-)[]=K

(2)Φ(Z)==
(3)C(K+1)+[K-(1+K)]C(K)=K(1-)R(K)
(4)在零初始条件下,输出序列的Z变换与输入序列的Z变换之比。

【翔高点评】
此题也是好几年的试卷里都出现过,应给与一定的重视。求解开环与闭环传
递函数是求解控制系统的重要基础。简述离散控制系统的脉冲传递函数的定义是
考察对传递函数的认识。

3.(18分)已知系统的状态方程为
212
21
2xxxxx


(1) 用李雅普若夫稳定判据判断系统的稳定性。
(2) 写出李雅普若夫函数表达式。
解:(1)[]=[][], 即

[]
],P=[]
,
V(x)=PX=++

【翔高点评】
此题也是比较常见的题型之一,用李雅普诺夫判据来判断系统稳定性是此
类题型的常考方法。

4.(20分)控制系统如图所示,用奈氏判据判别系统稳定性。如果系统不稳定,
确定系统不稳定闭环极点的数目。

解:
H(S)G(S)=*=,
G(jω)H(jω)=,
=∞,= -;

=0,= -;

21s
s
)(sR)(sC
)1)(1(1sss
Re[]= -, Im[]=0 ∴ω= Z=N+P=1 ∴在
右半平面有1个极点

【翔高点评】
此题也是好几年的试卷均出现过的经典题型,应给予重视。首先用奈氏判据
判别系统稳定性。如果系统不稳定,确定系统不稳定闭环极点的数目的揭发可参
照上述题解。

5.(18分)
(1)简述应用描述函数法的基本条件。
(2)用描述函数法分析如图所示非线性系统的自激振荡的稳定性,并确定系统
中稳定自激振荡的振幅和频率,其中,a=1,M=3。(已知具有死区的单值继电器

特性的描述函数为:214)(AaAMAN)

解:(1)基本条件:1. 非线性特性是斜对称的,这样常值分量为0;
2. 线性部分有较好的低通滤波特性,以衰减高次谐波;
3. 非线性特性不是时间函数,因为描述函数法本质上是频
率法的推广,而频率法对时变系统不使用;
4. 非线性环节能简化成一个非线性环节。

(2)= = ∞,∠= -
=0,∠= -
令 Im[]=0 ∴

= ∴Re[]= - = - ∴A=2.29稳定或A=1.11

不稳定,舍去
【翔高点评】
此题也是好几年的试卷均出现过的经典题型,应给予重视。应用描述函数法的基
本条件应熟记。确定系统中稳定自激振荡的振幅和频率是此类题型的关键,具体
求解方法可参照上述题解。

6.(20分)控制系统的结构如图所示:
)(sR)(sE)(sC
)2(4ss

as

确定反馈系数的值使系统的阻尼比=0.7,并计算控制系统的上升时间、超调
时间和超调量。

解:== ∴

=0.2,==1.65s,=2.20s,∵б
%=*100%=4.6%

【翔高点评】
此题型出现的频率虽然不是很高型,但也不能忽视。计算控制系统的上升时
间、超调时间和超调量正式此类题目需要求解的地方,解法可参考上述接替方法。

7. (18分)求下列状态方程的状态转移矩阵。
uxx
1032

10

解:Φ(t)=
=[]=[]
【翔高点评】
此题型刚好与04年中第5题的要求相反,也属于较为简单的题型,具体解
法如上所述。
8. (18分)如图所示控制系统,根据频率特性物理意义,求在输入信号
ttr2sin)(

作用时系统的稳态输出ssc和稳态误差sse;

)(sR)(sE)(sC
11s

解:(S)== ()=
|()|=,∠()=
(t)==,
(t)=
【翔高点评】
此题型出现的频率也较高,应该给予重视。求在输入信号为正弦信号作用时

系统的稳态输出ssc和稳态误差sse, 应先求出(S)的方程,再参照上述方法
求解答案。