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华南理工大学
2014年攻读硕士学位研究生入学考试试卷
（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：自动控制原理
适用专业：机械制造及其自动化；机械电子工程；机械设计及理论；测试计量技术及仪器；机械工程(专硕)；仪器仪表工程(专硕)
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一．填空题（24分，每空2分）1.在控制系统中，线性系统是满足原理的系统。2.按系统有无反馈，通常可将控制系统分为和。3.
1传递函数2
s
的相角为。
。4.频率响应的输入信号为
5.已知某二阶系统的单位阶跃响应输入为衰减的振荡过程，那么可以推断其阻尼比
?的范围为
6.
。已知一个单位负反馈系统，其开环传递函数Gk?s??入作用下的稳态误差是
。
1
，在单位阶跃输
s?s?4?y7.一个系统的微分方程为??
??t??5y?t??u?t?，该微分方程所代表的系?t??6y
统的阶数和性质是。
8.对于一个物理可实现系统，传递函数分母
是。9.一阶系统
s的阶次n和分子阶次m的关系
1
的单位阶跃响应的时域表达式是
Ts?1
。
10.
20
设惯性环节的频率特性为G?j???，当频率?从0变化到?时，则
?j??1?象限。的类型有关。
幅相频特性曲线是一个半圆，该半圆位于极坐标平面的第11.稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与
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二．简答题（共16分）1.一个控制系统，如果其闭环系统稳定，那么其开环系统必然稳定，简述这种说法是否正确的理由。（5分）2.简述超前与滞后校正器的特点，并各举一个例子。（6分）3.一个稳定系统的充分必要条件是什么？（5分）三．已知一个单位负反馈控制系统的开环传递函数为G?s??（14分）确定该系统稳定时开环增益K值范围。K，试s?s?1??s?2?Y?s?。（10分）四．已知一个系统如图1所示，求输出与输入的传递函数r?s?H1rG1G2G3YH2图1五．已知两个系统的单位负反馈控制的开环传递函数如下，试用奈奎斯特（Nyquist）判据或其他判据判断它们相应的闭环系统的稳定性。（1）G?s??s?1（9分）2?s?0.5??s?s?1?10（9分）s?s?1??2s?3?（2）G?s??六．一个控制系统的结构图如图2所示，图中Kp?4，Tm?0.1秒，Td?0.01秒，1）求系统的单位阶跃响应的最大超调量?，允许误差为5%时的调整时间ts，稳态误第2页差ess。（12分）2）如果要求单位阶跃响应稳态误差ess?5%，应改变哪一参数？并计算该参数值。（6分）+K-p1TmTds2?Tms?1图2七．已知一个最小相位系统的开环对数幅频特性如图3所示，1）试写出系统的开环传递函数；（6分）2）判别系统的稳定性；（6分）3）若系统稳定，求单位斜坡输入时的稳态误差。（8分）dB40L(?)-40dB/dec-20dB/dec10014-40dB/dec图3八．图4为一个由质量m、阻尼系统c、弹簧刚度k和外力f(t)组成的机械动力系统。图4(a)中的x0(t)是输出位移，当施加压力10牛顿阶跃外力f(t)后，质量为m的物体时间响应曲线如图4(b)所示。试求：1）该系统的微分方程数学模型和传递函数；（6分）2）该系统的质量m、阻尼系统c、弹簧刚度k；（12分）3）时间响应的性能指标：上升时间tr、调整时间ts和振荡次数N(允许误差为5%时)。（12分）?第3页
华南理工大学《813自动控制原理》[官方]历年考研真题(2014-2018)完整版
