(定稿)华中科技大学2010年《自动控制原理》考研试题答案与详解(附录).doc

华中科技大学2010年《自动控制原理》考研试题与答案 一、单项选择题（从中选出一个正确答案，每小题2分，共30分） 1．在频域分析中，稳定系统的中频段频率特性主要影响系统的（ ）。 A．抗扰性 B．可靠性 C．稳态性能 D．动态性能 2．传递函数的概念适合于（ ）。 A．线性定常系统 B．线性时变系统 C．离散系统 D．非线性系统 3．校正装置的传递函数为，其最大超前相角为（ ）。 A．20o B．30o C．45o D．60o 4．传递函数反映了系统的（ ）。 A．内部变量的关系 B．物理结构 C．输入输出关系 D．静态性能 5．系统有稳态误差存在，则系统是（ ）。 A．稳定的 B．不稳定的 C．振荡的 D．发散的 6．系统的剪频率ωc增大，则系统的时间响应（ ）。 A．不变 B．变慢 C．变快 D．有超调 7．Ⅱ型系统的对数幅频特性在低频段的斜率为（ ）。 A．0dB/dec B． C．40dB/dec D．60dB/dec 8．系统的结构确定之后，描述系统的框图是（ ）。 A．唯一的 B．不唯一的 C．不可求的 D．不可变的 9．若系统中仅有一个非线性元件，则系统是（ ）。 A．非线性的 B．近似线性的 C．可线性化的 D．线性的 10．控制系统能工作的前提条件是（ ）。 A．有满意的性能 B．不振荡 C．无稳态误差 D．稳定 11．己知闭环采样系统的特征多项式为Φ(z)=(z+1)(z+0.5)(z+2)，则该系统（ ）。 A．稳定 B．临界稳定 C．不稳定 D．无法判断 12．已知离散控制系统的开环脉冲传递函数为，则该系统为（ ）。 A．0型系统 B．Ⅰ型系统 C．Ⅱ型系统 D．Ⅲ型系统 13．某非线性系统在原点周围的相轨迹如题图1所示，则原点为该系统的（ ）。 A．中心点 B．稳定焦点 C．稳定节点 D．鞍点 14．在图中，表示具有死区继电特性的是（ ）。 15．状态方程的解为（ ）。 A． B． C． D． 答案： 1．D 2．A 3．B 4．C 5．A 6．C 7．C 8．B 9．A 10．D 11．C 12．B 13．D 14．B 15．D 【-1】（华中科技大学2010年考研试题）系统框图如题图所示，能否通过选择合适的K值使系统稳定。 解：系统闭环传递函数为： 若使系统稳定，需选择K＞3。 【-1】（华中科技大学2010年考研试题）已知系统的动态性能指标已满足要求，但稳态误差不满足要求，在不改变系统的动态性能的前提下，可采用什么装置对系统进行串联校正，试用开环对数频率特性进行简要说明。 解：可采用串联滞后校正。如图所示，设原系统的剪切频率为ωc，中频段的特性反映了系统的动态性能，此时己满足要求，加入滞后校正后，幅值有20lgb的衰减，剪切频率为，为使校正后系统的剪切频率不变，则可将增益K提高倍。 【-1】（华中科技大学2010年考研试题）已知一阶环节在单位阶跃信号作用下，在时间t=1min时达到稳态值的95%，求该环节的时间常数。 解：一阶环节传递函数为： 系统输出的复域表达式为： 对上式进行反拉式变换得： 令，可得该系统的时间常量： 【-1】（华中科技大学2010年考研试题）已知系统的开环传递函数为，试用劳斯判据分析系统的稳定性。 解：系统的特征方程为s4+s3+2s2+2s+5=0，列劳斯表： s4 1 2 5 s3 1 2 0 s2 ε≈0 5 s1 0 s0 5 由劳斯表可知，当正数ε≈0时，的符号为负，所以劳斯表第一列系数符号变化两次，故系统不稳定，且有两个不稳定的根。 【-1】（华中科技大学2010年考研试题）系统的传递函数为，求该系统在正弦函数r(t)=sint作用下的稳态输出。 解：系统频域特性：