武汉大学自动控制原理-2004考研真题

武汉大学2004年攻读硕士学位研究生入学考试试题 科目名称：自动控制原理科目代码：875 注意：所有的答题内容必须答在答题纸上，凡答运豆题或草稿纸上的一律无效。一、简答题(共6小题，每小题3分，共18分)1、怎样的控制系统可称为闭环控制系统？2、控制系统的偏差信号是如何定义的？3、系统的主导极点应具备的主要特征？4、何为系统响应的调节时间？它反应系统哪方面的性能特性?5、衡量控制系统相对稳定性的标准有那些？6、简述系统校正的基本方法。下述观点是否正确，为什么？(每题4分，共24分)1、控制系统的根轨迹是当复变量S从0 co变化时，闭环系统特征方程的根 在S平面上的变化轨迹或路径。2、稳定系统是指在有界输入信号作用下，其输出响应也是有界的动态系统。3、系统的阻尼振荡响应是指幅值随时间而衰减的振荡。自动控制原理共4贞第 24、系统开环传递函数中的所有零极点均处于S平面的左半平面上，系统闭环后必定是稳定系统。5、系统频率特性的截止频率为由于零点或极点的影响，幅频响应渐近线改变 斜率且lG(jco)H(jw) I =Odb时的对应频率。6、控制系统的执行机构是向控制对象提供运动动力，使之产生输出的装置。求解下列各系统的数学模型(每题6分，共12分) 1、求如图3-1所示系统的传递函数Y (s) /R (s)2、求如图32所示机械系统的微分方程，其中Xi表示输入位移，Xo表示输 出位移(每一个位移均从其平衡位置开始测量)。图3-2图31/XiR (s)+KC (s-""S (S2+S+l) (S+2)參自动控制原理共4页论 3 /!/<五、己知系统非零初始条件下的单位阶跃响应为40 = 1+，V传递函数的分子为常数，求该系统的传递函数。（本题W分）六、系统的幵环传递函数为该系统的闭环稳定性取决于T.和T2的相对大小。该系统的奈魁斯特图如图6所示， 试确定系统的稳定性。（本题10分）图6七、设某最小相位系统校正前后系统的幵环对数幅频特性如图7所示，其中系统 静态速度误差Kv=100 - S'*,试确定系统校正装置的传递函数，并分析校正装置 的校正特性。（本题12分）八、闭环负反馈控制系统如图8所示，试分析反馈放大倍数Kh对系统性能的影响 (本题12分)图8自动控制原理共4页第5页九、设单位负反馈控制系统如图9所示，其中扰动信号f(t)=l(t),试问可否选择一 K值，使系统的稳态误差essf (t) =0.035。(本题14分)十、设控制系统如图10所示，试设计反馈通道传递函数，使系统阻尼比提高到期 望值,，但保持增益K及自然振荡频率On不变。 (本题14分)R(s) +图10卜一、已知单位负反馈系统的幵环传递函数为其中a的变化范围0,oo),试绘制系统的闭环根轨迹。(本题14分)