华南理工自动控制原理考研试题集锦.docx
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华南理工自动控制原理考研试题集锦
813自动控制原理考试大纲
硕士研究生招生考试
自动控制原理》考试大纲
考试科目代码:
813
适用招生专业:
机械制造及其自动化机械电子工程机械设计及理论
特别提示:
需带无储存功能的计算器
一、考试内容
1.自动控制的一般概念
掌握自动控制系统的一般概念,重点是开环控制和闭环控制的概念,理解对控制性能的基本要求,了解各种典型控制系统的工作原理及控制理论的发展过程。
2.自动控制系统的数学模型
掌握控制系统的数学模型的基本概念,了解微分方程一般建立方法,理解传递函数的定义和性质,掌握动态结构图的建立和化简规则。
知识点为:
传递函数的定义和性质,典型环节的传递函数,动态结构图的建立,动态结构图的化简,自动控制系统的传递函数。
3.自动控制系统的时域分析方法
了解和掌握经典控制理论最基本的方法之一时域分析法,能够用该方法分析控制系统的各种控制性能(包括稳定性,快速性和稳态精度)。
知识点为:
典型控制过程及性能指标,一阶系统分析,二阶系统分析,高阶系统的低阶化,稳定性与代数判据,稳态误差分析。
4.自动控制系统的频域分析方法要求掌握各种系统和环节的幅相频率特性和对数频率特性的画法,并能通过频率特性分析控制系统的控制性能。
知识点为:
典型环节的频率特性,系统开环频率特性,乃奎斯特稳定判据及对数稳定判据,稳定裕度及计算,系统闭环频率特性。
5.自动控制系统的校正装置综合
6.
置校正在校正中的应用
、考试题型(分值,按150分计)
1、填空(25分)
2、简答题(15分)
3、计算及分析题(80分)
4、综合应用题(30分)
华南理工大学
2005年攻读硕士学位研究生入学考试试卷
(试卷上帔答尢效,请在答趣纸上做答.试后本祐必須与答题纸•同交何〉
科目名称:
自动控制原理
适用暫业,机械电TTR机械设计及理论
一•填空■(毎空格15分,共24分)
1.控制系统从信号传送的特点或结构形式来看.可分为系统和—
累统.
2.闭环控制系统,对主反馈而苫,只有枝原理俎戏的闭环控制系统才能
实現自动控制•因为这科系统能使越来越小,荻至戡消除,
3.工程上把控制性施的耍求财納为^和三个方面.
4利用時斯判据判断闭环系统稳定的充分必要条件是,
4L•
5.二阶系统,具殂尼系数等于I时,醮位阶跃响应星过程;若阻尼
系数大于零而小千1,靛位阶臥响应是ilfi.
6.减小或消除控制系统的稳态课差,通常町通过增大或
增加—坏苹个数来达到,但往律又会便系统的变差.
•甚至导致系*
.MlffS(毎小题8分.共)6分)
1战性定常系统的传递除数的定义是什么?
件递函数与什么有关少
2自动控制系统稳定的定义是什么?
系统的◎定性与团环极点有何关羡?
•(本越10分)
三.某系铳的結构图如H81所示用系统的闭环传理熠最;马
&s)
R>某一位置随动系统的給构圈如圈2所示(本题共32分)
S(sti)
I求系统的昭尼系效/值;(5分)
2求累统的无阳尼振篦角频覇叫;(5分)
3•求系统在单位阶跃输入下的趙调童和谓书时ffl.(IO分)
4•若要求超调fto%^4%・应如何系统的放大系fi?
(6分)
5从何聽3和4的结果分析放大系数对动直性能的形响(6分)五.某承位负反开环传)1朱效为(本U尖30分)
1.分析蔡统的稔定性;(10分)
2.若穂定,判别系统殳否R4er・1的®定裕度“10分)
3.求单位阶跃,"位斛波分别箱入作用下的稳念谋差值(10分)
A.己知某糸统的开环钱进險效为(本IS共23分)
G(j)
S(S+1X0.15+1)
1.当制爲St的开环对数耦频渐近轩性・(13分)
2-试说明•当K位变大戚受小吋,对渐近待性有何戰响;(5分)
3试分析•当K值芟大戒受小时•对第统的梅定性和快速性老响如何?
(5分)
七己知菓*饶未校正if的开环对性如圈3所示•要求校正后的开环轅
大于戒算于bi中的%.(本題共15分)
1.应采用何种校正装亶:
(5分)
2.绘制出校止莪■的羽近特性;(5分)
3绘制出校正后系统的对敷幅频渐近转性(5分)
4“3dS
鼻3)
国3
一、填空题(每空1.5分,共24分):
1、写出控制系统的三种典型输入信号:
、、。
2、线性系统的传递函数取决于系统本身的。
3、最小相位系统的重要特征在于:
其相频特性与对数幅频特性之间存在着的关系。
4、比例—积分—微分(PID)控制规律的传递函数为。
5、按输入信号的变化规律不同,控制系统可分为和。
6、控制系统的基本控制方式为和。
7、振荡环节的传递函数为G(s)221,则其幅频特性为,相频特
T2s22Ts1
性为。
8、系统的加速度误差系数定义为。
9、开环稳定的系统,其闭环稳定;开环不稳定的系统,其闭环稳定。
10、两个二阶系统阶跃响应的超调量相等,则此两个系统具有相同的。
、简答题:
(共16分)
1、反馈控制系统的主要组成部分有哪些?
对于自动控制系统的性能有哪三个方面的基本
要求?
(6分)
2、PI及PD各属于什么性质的校正?
各具有什么特点?
(5分)
3.系统开环对数幅频特性曲线的三个频段一般如何划分?
各个频段对于系统的性能有何影响?
(5分)
三、(15分)某最小相位系统的开环传递函数极坐标图如图1所示,试判断各系统闭环的稳
定性,其中P表示不稳定极点的个数。
Re
1)
2)
图1
四、(15分)试用信号流图方法求如图2所示系统的传递函数CsRs。
(1)画出相应的信号流图;
(2)求出系统的传递函数。
图2
五、(15分)已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为
K(s1)
G(s)
s(s1)(2s1)
试确定系统稳定的条件。
七、(25分)系统的开环传递函数为G(s)H(s)K
s(s1)(0.1s1)
(1)当K=5时,绘制系统的开环对数幅频渐近特性曲线;
(2)求开环剪切频率C和相角裕度;
(3)用频率分析法求出系统处于临界稳定状态的K值。
八、(15分)已知最小相位开环系统的渐近对数幅频特性如图4所示,试求系统的开环传递函数和剪切频率C
图4
OIO
华南理工人学
2008年攻读硕L•学位研究生入学考试试卷
(请任各题纸卜做答,试专上做答尢效,试后木卷必须弓谷超纸一同殳凹)
科冃名称:
自动控制原理
适用专业:
机械制造及其白动化.机械电了工稈・机械理论一填空题<每题2分,共24分)
1.系统在r(z)=r:
作用下的稳态误差%.=8•说明系统的型别.
2.用坏系纭的动态性能上寒取决于开坏对数幅频待性的°
3.适台应用传递曲数描述的系统足。
4.若两个系统的根紈迹tti同,则它们有相同的.
5.系统的稳定性取决于系统的■
6.在s平面右半部称为最小根位传递丙效;
7.己知系统旳传递函数为佥严-",其幅频特性|G(»|为・
&一阶系统的闭环极点越靠近S平面原点,响应速度C
9.钱性定常二阶系统的闭环增益加大.则系统的动态性能・
10.积分环节的唱频待性,其嘔值与频率关系。
己知单位反馈系统的开环传通函敢为~・则其幅侑裕萤力
+2V2)
于-
12.用频率法设计申联校正装岂时.采用申联滞后校正网络足利用其待件。
二问答题(每题8分共16分)
1.简述PTDiflV器参数对系统控制性能的影响.
2.简述恒值控別系统.随动系统、程序控制系统的恃点。
三试用信号涼图方法求如图L所示系统的传递函数C(S)//(S)・(共15分)
(1)画出相应的信号流图;(5分)
(2)
求出系统的传递歯数:
(10分)
旳SI——
图1
四设图2(8)所示系筑的单位附跃响应如图2(b)所示•试确定系统参敘K]・K:
和—(15分)
五控制系统如图3所示,扰动信号77(0=2X1")・(共25分)
⑴试求E40时.系统在扰动作用卜的稳态误差相檎态输出。
(10分)
(2)若上20,其结果如何?
(5分)
(3)在扰动作用点之前的前向通道中引入一个积分环节丄,对结果有何影响?
在扰动作
S
用之后的前向通道中引入一个积分环节1,结果又如何?
(10分)
S
+Iya)
2.5
图3
六圮合控制系统结构图如图4所示.图中K],K-耳,耳均为大丁零的常数.(共
20分)
(1;确定当闭环系统稳定时,参数K],K:
石,石应满足的条件;(15分)
(2;当输入r(r)=V.t时,选择校正装覽Gc(s),使得系统无稳态谋差.(5分〉
图4
七已知单位反馈控制系统的开环传谨函数为,试采用频域分析巩S-1)
确定闭环系统临界稳定时的K,・〈15分〉八已知一系统凍有的待性为叭£)=1曲;0上).校正装置的特性为哄)=(0盘誌(共2。
分)
(1)画出原系统和校正装置各自的对数幅频特性.(10分)
(2)当采用申联枝正时,求校正后系统的开环传递焉数,并il算其相位裕虽和幅值裕量。
(10分)
813
华南理工大学
2009年攻读硕上学位研究生入学考试试卷
(诜在答題纸L做答.试卷I做答无效,试后本卷必须勺答题纸冋交回)
科ri名称;自动控制原理
适用专业,机械制运及梵自动化.机械电于1•程,机械役计及理论
共4页
一填空越毎空2分,共20分
1.欠阴尼二阶系统的单位阶跃响应的稳态位置溟差为..
2.对十惯性环节,当频率趋十尤穷大时,相移将趋十・
3.若要求系统对于加速度给入作用下不存4:
稳态渥羌,则必须选用型及U
上的系统。
4.为了得到较满点的哲念吹应・控制茶统的相角裕度应当为Z间•幅值裕度
应大于.
5.比例徴分控制不改变系统的开环增益和自然坝率・但可以增大系统的
O
6.是保证控制系统止常工作的先决条件.
7.II巾系统对数幅做特件的低预段渐近线斜率为(dB/dec)°
8.在拧制系统中加入微分负反馈,则糸统的超调年・
9.右:
串联枪正中.加大控制恭増益.可以提高系统的・减小系统的稳
态讲差.
二问善题(共20分)
1.减小或消除系统稳态误差的描施有哪些?
《6分)
2.简述应用频率特性法进彳丁控制系统分析的主要优点。
(5分)
3.对F1动控制系统性能的基本要求包括哪三方血的内容?
请简单说明。
(9分)
三如图1所小已知一阶坏节的传递函数为G(s)=-"若采用负反馈的方法将025+1
调节时间&减小为原来的0.1倍,并且保证总的放大系数不变.试选择切和匕的值.
仃2分)
图1
四系统结构图如图2用不c已知糸统单位阶趾响应的瑕调城b%=16.3%蜂值时间
Jls・
图乍
(1)求系统的开环传递函数G(£):
"
(2)求系统的闭环传递函数①(s):
(3)根据已知的性能指标"%、°确龙系统参数K及了:
⑴计筛斜坡偷入r(O=1.5r(°)/£时系统的稳态i吴差.(20分)
五设单位反馈系统的开环传递函数为
G(s)=___—
s(l+〒sXl十
36
求闭环系统稳定时火值的値用・(14分)
六系统结构如图3所示,画出佶号流图片求£也,凹。
(20分)
陀)R(s)
图3
七设控制系统结构如图4所示•其中血2妒l"=0・25(s)土妒1.求:
⑴比输人
呦“5尹时,系统的椅态谋差,⑵系统的单位阶跃响应表达式。
⑶分)
图1
华南理工犬学
2010年攻读硕士学位研究生入学考试试卷
(请在答題纸上做答,试卷上做答无效,试后本卷必狈与答题纸一同交回》科目名祢:
自动控制原理
适用&业:
机械制适及其自劝化.机械电子1.程.机械仪汁及理论•测试计虽技术及仪器.机械丁程.仪器仪衰工程
共?
页一填空题每空2分,共26分
1.系统的传通曲数完金由系统的决定.
2.伯徳图中的低频段反映了系统的件能.
3.放大环节的相频特性为.
4.单位负反填系统的开环传递因数是:
G(s)=,则该系统是卫
(s+aXs+b)
系统,该系统的稳态位直決差系数为・
5.系统的稳念谋差£、、肓关.
1+077^
6.串联校正环节g.(s)=ye属于校正.
1+0.115
7.设系统开坏传递旳数为G(s),厲数F{s)=1+G(s).则G⑶与F(s)的h
III■■:
3.对欠阻尼系纭.为摒高系统的相对稳定ft,可以增加。
9.若要求在基A保持原系统稳定性和频带宽前提下,握高系统控制粕度,减小稳心決差.则通常较有效的描施是采用提高・口串联枝正。
二简答题(14分〉
1)简述控制系统的栓定件竟念并描出其充要条件"(6分)
2)询述Nyquist稳定判抵,并根搦图1中已知员反惯系统的开环幅相频率特性判断系统闭环的稳定性.(其中p为开环不稳定极点的个数)(8分)
三已知控制纟统结构图如图2所示.当输入,•⑴=25“时・系统的稳亦输出
(10分)
(/)=4sin(f-45^)•试确定系统的奏数<叫・
图2
四分别用结构图等效变磁信号流图法求图3所示系统的传递函数需.(25分〉
五己知控制系统结构图如图4,求输入r(/)=3xl(r}时系统的«rfBdr)o(15分)
图4
A单位负反馈系统开环传遥函數为,
G(s)=
s(£+l)(O・OH)
试根据下述条件确定K的取值范围:
(20分)
(1)使闭坏系统稳定;
(2)当r(t)=tW,闭环系统的稳杏误差e”(8)W0.1
七已知系统的动态结构图如图5所示,当r(n=^-l(r).=⑴时,求系
统的稳念误差•(已知囲环系统稳定)(15分)
J\己知一单位反馈控制系统,其被控对象G°(s)和申联枝正装置Gc⑹的对数幅频特性分别如图6中厶和Q所示。
要求:
(巧分)
(1)写出系统开环传递歯数、校正坏节传递曲数,并说明该校正坏节的类型;
(2)求校正后系统的开环传递函数,并画出校正后系统的开环对数幅频渐进特性;G)求校正前后系统的截止频聿及相角裕度.并分析校正效果.
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- 华南理工 自动控制 原理 考研 试题 集锦