北京理工大学810自控真题精讲及答题技巧
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北理810历年试题精讲及答题技巧
抽取最近几年的真题及内部题库进行详细解析;通过对真题的深入明确考点指向,帮助考生把握命题规律、命题趋势预测、答题技巧指导;内容安排方面,老师可以按题型的顺序,将知识点归到题型中讲解,也可以按知识点的顺序,将同一知识点涉及的不同题型放在一起讲解。
一、数学模型和时域分析
2011第一题
(1)写出系统SSR、传函,并画出结构框图。
(2)求系统的阻尼比、固有频率和在阶跃信号下的响应()
(3)求在冲激信号下的响应
(4)是否存在一个外力U,使得系统稳定,求之
2010
一、二阶系统分析
题目给出了一个二阶系统(带框图需要自己求传递函数)的单位阶跃响应的曲线图,让求其峰值,超调量等,这题不难,只需想到其阶跃响应应该是单位阶跃响应的积分,然后在所给曲线上找到与该图像与X轴的交点,这就是峰值时间,积分面积就是峰值,但是给出的数很怪,很影响人的情绪让人一看就不想做的那种,不过总体说来这应该算是试卷上最简单的题之一了,要分析加计算估计20分钟----25分钟。
二、系统框图分析
给了一个框图,第一问让化简,它只是让证明,结果已经给了就是用平常的框图化简方法与Mason 公式,我之前做了大量的框图化简的题,结果还是没证出来,应该有难度的,大家可以参考一下东北大学09年的那个框图化简题,应该有这个难度,就是知道框图但是很巧妙化Mason图很容易画错的那种,框图化简也不好弄,第二三四问然后赋予了第一问中的G(s)比较麻烦的式子,让你证明这个那个,比如说该系统对所有的某个参数都稳定啦之类,不难,思路你都会,很麻烦,一遍做对很不简单,要完整做完至少至少30分钟(如果你计算能力超强,写字很清晰的话)。
上述两年前几道大题均属于数学模型建立和动态性能参数问题,从比较之中不难发现,对于数学建模我们要有清晰的认识,如果第一步就算错,后面将无法进行。
此外要熟练掌握时域频域转换关系,会流畅的画出信号流图。
平时一定要重视基础,对基础题目多加练习。
在模拟题中,我们例举这道题来分析,先是系统建模,然后就是用终值定理求出增益,再根据阶跃输入图像求出参数,从而进行系数对比得到结果,基本上这种题型就是北理常考题型。
二、根轨迹
2011
二、传函为,
(1)告诉你零极点,要画根轨迹(分离点和汇合点坐标貌似有提示,好算),判断稳定的K范围,并用劳斯判据验证。
(2)求能够任意K都能使系统稳定的零极点值。
2010
四、根轨迹方法:
用了第一题还是第二个题的框图来着,忘了,让画根轨迹,非最小相位环节的,两个复数零点两个开环零点,光求那个分离点,四个分母通分化简嘛,何况还是复数的,每个通分后都是三项,求出分离点就二十分钟没了,何况还要求什么入射角出射角什么的,第一问保守35分钟,第二问第三问没心情做了,当时一看时间过去一大半了,铁定做不完了,让证明对所有什么都稳定之类,当时脑子糊糊,没啥思路,应该要转个弯的。
由真题可以看出,根轨迹真题主要考察同学们对零度和-180度根轨迹的理解,10注重计算,11明显不要求大量计算,只需要明白怎么样作图即可!此外要需要深入理解根轨迹含义,灵活求K。
从例题中,我们可以看出,证明题是北理重点,所以同学们要认真研究书上的各种证明题,熟记其原理。
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三、状态空间
2011
三、给出系统,,已知系统存在状态观测器,并且的极点全是零(貌似是这样的条件,因为当时没怎么做这题,记不住)
(1)证明(A,C)完全可观
(2)证明约当型
(3)告诉你左值的概念,证个什么东西,忘记了
(4)也是证明,很庞大的一个表达式,当时直接忽略了
2010
三、状态空间方法
第一问还是证明,很麻烦,类似06年第二题,不过T矩阵让你自己取,然后他还给你了一个取矩阵的方法,也是很麻烦,不过如若你线性代数学得好的话,你可以根据给的那个方法一眼抽出该矩阵怎么取,不过计算量超大的,那个变换后的A矩阵,应该是T的逆乘A乘T,这里面T是4*4矩阵,A是含t的约旦标准型,结果可以从试卷这边写到那边,这一问做出来,至少20分钟,后面还有三问,判断可控客观性什么的,这个简单,但通篇做出来,至少30分钟吧。
从近两年试题可以看出状态空间方法很有规律性,都是通过先判断系统稳定性和可观可测性来解答后面的问题,要会求状态转移矩阵!配置系统极点。
本例题很好的模拟了前几年的出题思路,即判断可控可测性,从而继而求解下序问题,具有很强的模拟性,需同学们仔细研究。
四、线性系统频域分析
2011
四、,是频率特性曲线与纵轴的相交的角频率,
(1)证明,G(s)=……(太长,记不住)
(2)若系统对任意的K都稳定,求。
2010未涉及到这一部分,
这一部分主要要掌握如何将s变到jw,将虚步或者实部变为零求得穿越频率,和与虚轴交点。
如第一问,就是将s化为jw即可得正。
第二问就是奈圭斯特稳定性判据,所以基本概念十分重要!剩下求k的区间就十分简单了。
这道例题和11年真题极为相似,都是先求出Gjw再通过实部虚部求解,还要通过伯德图进行分析,难度高于真题,所以若果充分理解了这道题,那么真题也就不那么难了。
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五.李雅普诺夫稳定性判据
2011
五、系统(这是不是时变?),求利亚普诺夫函数,使系统大范围渐进稳定。
2010
六、李亚普诺夫方法
往年出过的,原题,07还是06来着,这个简单,10分钟
显而易见,这部分和历年真题十分相似,基本上都是往年试题的翻版,所以同学们药一里面真题为主,熟记真题中出现的各宗技巧。
此前这部分从未出现过用梯度法解题,所以本例题对知识点补充,往年的李雅普诺夫法都是很简单的,注意新出现的考点!
六、离散系统
2011
六、采样系统,最简单的那种,图不画了,,用根轨迹证明0<K<…时,系统稳定。
(结论是
和平时一样的,自己算,就是让你用根轨迹证)
2010
七、离散系统方法
这个简单,带着脑子仔细算就行,不过最后一问还是让求Z(nT),没时间了,
没算(说到这里大家千万别把前面我说的时间一加觉得时间还很宽裕,上面我说的时间,是很理想的时间,就是你计算能力超强,思路很清晰,书写也很清晰一点都不乱,可以按上面时间算),15分钟
从近两年真题可以看出,以前那从未考察过的离散根轨迹出现了,比以往难度增加了很多,这就要求同学们认真研读模拟题中的题型和胡寿松的习题集,多见些题型,去年考的仍是历年真题,所以真题的重要性略见一斑。
主要还是掌握框图,会化简求出特征方程和输出序列,会判定稳定性。
此例题也是对历年真题的补充,从趋势来看,每年题型都有所变动,所以这个最小拍设计值得引起注意。
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七、非线性系统
2011
七、画相平面图,系统不是很复杂,两个反馈通道的,系统结构图就不画了
2010
八、相平面法
第一问类似06年还是07年来着,让你化简一下非线性环节,然后证明有交点,第二问,让你证明可以适当的调节参数a 与b的值,可以让系统不出现自激振荡,还是那句,题简单,计算麻烦,要做出来,至少至少20分钟吧。
11年考的是通过框图来画出相轨迹,很简单,就是要明白非线性函数的输入输出关系,建立动态方程,近两年未考描述函数法,但根据以往经验,那部分出题概率也不小,所以要熟练掌握相应方法!一历年真题为主线,寻找突破口。
11年第一次出现相轨迹,此例题与真题极为相似,都是通过相平面法进行稳定性分析,需同学们认真学习相轨迹部分。
八、最优控制
2011
八、状态矩阵,,,,
使得,求(t),(t)。
2010
九、最优控制理论
事实证明,难的地方出题出的简单,这个出的是泛函变分解最优控制问题,大家把这个地方仔细看一下,记住“一大三小”,即正则方程,横截条件、边界条件,极值方程即可。
10分钟
最优控制这一部分看似难,其实是最简单的最容易拿分的一道题,大家可以参见模拟题中所涉及到的,基本上囊括了所有可能题型,最要记住一大三小,及正则方程,横截条件、边界条件,极值方程即可,药多看看胡寿松书上的习题,基本上难度不会超过他。
此例题基本上模拟了近两年真题思路,至是难度加大了一些,从趋势来看,北理这部分难度趋于稳定,所以灾难也不会查过这个难度了。