杭電自動控制原理真題

1、杭州電子工業(yè)學(xué)院2004年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試?自動控制原理?試題(試題共8大題，150分)姓名 報(bào)考專業(yè) 準(zhǔn)考證號寫在答題紙上，做在試卷或草稿紙上無效！一、(16分)設(shè)機(jī)械阻尼器系統(tǒng)如下圖，其中m為小車的質(zhì)量，k為彈簧的彈性系數(shù)，b為阻尼器的阻尼系數(shù)，外力f(t)為系統(tǒng)的輸入，位移 x(t)為系統(tǒng)的輸出。系統(tǒng)原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，忽略小車與地面的摩擦。(1) 列出系統(tǒng)施加作用力f (t)后，產(chǎn)生位移 x(t)的運(yùn)動方程，并求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)X(s) F(s) ；( 8分)(2)列出以f(t)為輸入，小車位移x(t)、小車速度dx(t) dt為狀態(tài)變量，小車位移x(t)為輸出的狀態(tài)空間表達(dá)式。

2、(8分)二、(10分)求一階系統(tǒng) G(s)的單位階躍響應(yīng)c(t)。在圖中近似畫出該響應(yīng)曲0.25s 1線。三、(20分)二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)可寫為G(s) n2的形式，其中n為無阻s 2 ns n尼振蕩頻率，為阻尼比。四個(gè)二階系統(tǒng)的參數(shù)分別為：e 411132 f1is四、(24分)對于如下圖的各系統(tǒng)的Nyquist圖的正頻局部(即(0,)：(1)從以下四個(gè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中分別找出與圖(a)，(b)，(c)，對應(yīng)的傳遞函數(shù)(a)n6,2 -(b)n6,0.2 ;(c)n6,0.6 ；(d)n2,0.2。(1)對上述(a)(d)兩個(gè)系統(tǒng)，分別寫出其傳遞函數(shù)，并求其特征根；(8 分)(2)以下圖曲

3、線(1), (2), (3),(4)為四個(gè)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，將它們與系統(tǒng)(a), (b),( c),( d)一一對應(yīng)起來。(12 分)(參數(shù) K 0,T0,T20 )；( 15 分)(i) Gi (s)s(s 1)(T2S 1)G2(s)K(T2s 1)s2(T 1)(iv)G4(s)Ks(Ts 1)(9分)i1 ts + 1己二一u GpS2試將各Nyquist曲線補(bǔ)畫完整并判斷其閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4 JI卜Im0工0+ReC五、10分某系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型如圖實(shí)線所示，其中N為可測量之干擾，今欲增加一個(gè)補(bǔ)償環(huán)節(jié)圖中虛線所示，來完全消除干擾 N對輸出的影響，試分析確定 Gcs。六、20分某系

4、統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)增益K=10時(shí)的開環(huán)對數(shù)頻率特性如以下圖:1 在圖上標(biāo)出截止頻率c和相位交界頻率g ； 4分2 在圖上標(biāo)出幅值、相位裕度；4分3 當(dāng)開環(huán)增益K=1時(shí)的對數(shù)頻率特性如何變化；4分20臨。(4) 某開環(huán)最小相位系統(tǒng)G(s)的近似對數(shù)幅頻特性曲線如下圖，寫出開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)的表達(dá)式。(8分)七、(20分)給定線性定常系統(tǒng)如下:x(t) Ax(t) Bu(t)y(t) Cx(t)其中 A 01 ,B 1 ,C 1340(1 )求A的特征值；(5 分) (2)求系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣 (t) eAt ；( 10分)八、 30 分給定線性定常系統(tǒng)為：?1 1 1xxu0 2 1y2 1 x其狀態(tài)不能直接測得。1設(shè)計(jì)狀態(tài)反應(yīng)，使閉環(huán)系統(tǒng)的極點(diǎn)為1 2 j , 1 2 j ； 10 分2設(shè)計(jì)一全維觀測器，使其極點(diǎn)在3， 4；