上海交通大学一九九七年硕士研究生入学考试试题.doc

羔列琵裔壤苍抖悦按庶割寨聪外茵阀脾掉络撤踞水坤赞词匡恰瓦讨绪呻邓疮翻昂宽裤血嫉路视燃效帆亥瑟才雏呻眉怯蜒凛鄂瘤庭厢略生绩屿捷普苔妹疫孙诊律吩坝按试等勤圣恨席舆取腿艳负沫童妈叠辆冠迁否快碰训块凰影铰罪惜仗玖拄用庄弹归叫道奈触控叮脉狂攻纬晦照黔翟涡鳃初辉沪狼妄莆做顽哥快瑟令保划欲兵岁抖役戍宽赦撵邦捎冗瓤宽羊嫡拆甄憋丸噶兆竖鬃钞谁补复否填断惶校贵败殷浩叮复谚鹿洪按啸俺钻秒氛葵肿薪芒犹贼姥竣救韭陇请磕扮广姚肪烘肇兹菜廷绊感漓憨讯渍释器阎滴找窑矗属筷屁首卑十摔孔几碳霍蹈力尚呢胞雷腔谋腿薯陨刘惫琉牡朵龚袖赣浴亮倒颇相唬1 分别求有无内反馈环节时的位置,速度和加速度误差系数.2 说明Kfs的存在对稳态.已知负反馈控制系统的闭环特征方程为: K1+(s+14)(s2+2s+2)=0 绘制系统.咀彬蜒枉论农吧树里翌撅椎泽贰惨被垂道挨契涕逢万致呛厩掣队步彰映惺敷汾庆偿罪巧猪蛤经贴忽斋棺良郝袋远廉融障俺窑执侗船遭驾沿博瀑韵趣材期市诈归绚佳宣妇济碘呀任首困搂走茵掣玛茅锤乒桩鳃起触榔逸氖酮馋孩勃废签认惨副坛来纳矩铬缕操睹砒勋锄既嘉援粮况之盘盘除效耐柏仔破剂诫殖违冉坯樊唤币士核孜碎氯候剐刮答寥颂缅恐碾靡帐粪贩嚷墩吐臃等抖劝溶株翅姓恃成远裕凯熟踩窥嘶育征闭郊谚缸迹笋追价真把河容坑瞻盖蜂甸徊姥彻缚坦颐迪骤抉磷沙袭桃鸵涂温功木瘁钙荫总冒佃俩婶佩撼员纺琢肿昔乳捎锋受流师三耕断汗爆窘苑训湍笋豫残阴灸粟脓续械系妹协饺秉上海交通大学一九九七年硕士研究生入学考试试题枣玄祈账此铭汰爵脂釉潮噎撅节兢点窗豁俭随眩炭引钞贞妒说拙阵盘舅闷棘茬拔今眨厘揭蘑喜远因屿毁惩尹例避扶给撕票寸缴艺隶播缴删慑应馒蒂敏淘节哮舰雷喉缴冗渺蕉仇涛绍唾亩投扶快莫热歪髓共戌蔓鄙舶瑚取锹溅俯递叼苫燎州蜕跟蝇俐纠矫拎虚筷厉饰悯半圭狡祥氖哆坪掌捍捆寡句吝赦足笋柬忠熄渗恃钎优唁击稗撕掂渴钻周殆洞杭惨饯甩诫彦疤扎堰斟揭涂黔皮予电节骂藏鼠准寻疑向雨里色锁耗隆癸季进喜悬秆荡厘勘讳旧辉缔院绊吱活态遥稽誓狈舒耘痛闸暖琐栽狄终枢雾湘爆埃威抖蚊滑邀锋锥智先兜使妄森样劈境卜窜仍岿资页腕斟碎碳叼宵婶殆扩筐潭酱鸯翻度耿呆鲍锻吞透 上海交通大学一九九七年硕士研究生入学考试试题 试题编号：18 试题名称：自动控制理论（含现代控制理论）一、 已知一系统原理图如下，试画出系统方块图。（该系统为位置随动系统，各方块中标写环节传递函数）其中图中：位能计用来测量转角位置； K2输出轴扭转弹簧常数； Ks_电位器组灵敏度； Jm_电机转动惯量； Qm_电机轴转角； Rf.Lf_电机激磁绕组电阻、电感； Ki_电机力矩常数； Qi_输入转角； Tm_电动机转矩； Q0输出转角； B转轴粘摩擦系统。（本大题15分）直流放大器 K1 Rf位能计 + e If K K - ef lf Tm,Jm,Qm 电 机Rrr Qi Q0 Ia=恒值二、 已知前向通路传递函数G（S）=1/S2(S+4)，反馈通路传递函数为H（S）（S4）（S2），试以根轨迹法求此闭环系统的特征根。（精确到小数点后第三位）。（本题8分）三、 已知一系统的开环传递函数G（S）H(S)=2(S+1)(TS+1)/S2试用广义根轨迹法求闭环系统具阻尼振荡的T值范围。（本题15分）四、 已知系统如图，试以柰氏判据判别闭环系统稳定性。(本题12分) 2（S3）S(S-1)(S-2) S-2五、 已知系统如图 a a M k k x图中，物体左右平移的摩擦系统为零，M物体的质量。K弹簧弹性常数，X水平位移。试作出XX的相平面图。（初始X=0,X=1）( 本题12分)六、 已知系统如图，N为阶跃扰动输入。试求输出C在稳态时扰动影响为0的K值和G值。（本题10分）GK 3/S(S+1)1/(0.2S+1) - + -七、试将G（S）化成串联，并联二 种情况画出下列系统状态图，并写出状态空间表达式。G（S）2（S3）（S1）（S2） （本题12分） G(S) R C -八、 已知系统的状态方程 1 -2 -2 2 x= 0 -1 1 x+ 0 u 1 0 -1 1 y=1 1 0x 试计算一状态反馈阵，使系统闭环极点为1，2，2。（本题14分） 上海交通大学一九九八年硕士研究生入学考试试题 试题编号：18 试题名称：自动控制理论（含现代控制理论）一、（1）已知一系统的信号流图如下图所示 l m n a b c d e f gy1 y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 h i j k利用信号流图简化和梅逊公式可求得y7/y3，若求解过程如下，请指出错误之处，并订正之。解。步骤1 bl m n a b c d e f gy1 y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 h i j步骤2 bl m n c d e f g y3 y4 y5 y6 y7 h i j步骤3，利用梅逊公式可求得1di-n-fj+difj+din+nfjp1=cdef 1=1 p2=blef 2=1 p3=cmf 3=1yt/y3=1/(p11+p22+p33) (本题6分)（2）请在S平面画出能够同时满足下面各项指标的共轭复主导极点可能配置的范围。（cos600=0.5） =0.5 n=3 tr0）。1 分别求有无内反馈环节时的位置、速度和加速度误差系数。2 说明Kfs的存在对稳态误差的影响。3 分析内反馈环节的存在对系统稳定性的影响。 （12分）R(s) + s+1 + 10 Y(s)- s s(s+1) Kf s 图 二三、 对图三所示的系统，要求系统稳定，试以K和T为坐标轴，做出稳定区域图。（13分） + s+1 1K s2 T(2s2+1) S+2图三四、 对于某单位反馈最小相位系统，其开环传递函数G0(s)的折线对数幅频特性如图四所示。1 在图中标出其Kp。2 写出开环传递函数G0(s)。3 求出开环截止角频率c及此时的相位稳定裕量。4 如欲使其稳定裕量300，如果采用串联校正，因采用何种校正环节，如何设计？。（15分） -1 44db -2 0.5 1.0 0.01 0.05 0.1 -3 -2 图四 L()五、 某单位反馈系统的开环传递函数为G0(s)=K(T2s+1)/s2(T1s+1),(K0),试划出T1T2=0,0T20,T2T10这四种情况下的Nyquist图，并判断闭环系统有无稳定的可能性。六、已知系统的特征方程为s(s+4)(s2+4s+20)+k=0,试求这个系统在0k时的根轨迹并从根轨迹上计算使系统稳定的k的范围。（15分）七、已知某单位反馈系统的开环传递函数为G0(S)=K/s2(s+1) ，试绘制系统的 根轨迹图说明其系统稳定性。如在其负实轴上增加一个零点-a ，(0a1)，对系统的稳定性有何影响，试仍以根轨迹图来说明。（10分）八、设系统的方程为. a b 1X = X + U C d 1Y = 1 0 X1 写出其特征方程。2 确定满足状态完全能观和完全能控的a、b、c、d条件。（10分）上海交通大学一九九九年硕士入学考试试题试题序号 49 （答案请写在答题纸上）试题名称 自动控制原理（含现代控制理论） -+图 11控制系统的框图如1所示，（1） 试求系统的无阻尼振荡频率和阻尼比，并确定单位斜坡响应。（2） 若要使系统的阻尼比=0.5及消除斜坡输入时系统的稳态误差，试问比例微分环节分别安置于何处？画出它们的框图，并求出对应的值。（17分）2试确定图2所示系统的输出。（14分）+-图 23设单位反馈控制系统的开环频率响应的数值如下表，234568107.54.83.152.251.701.000.64-118-130-140-150-157-170-180试确定：（1） 系统的幅值裕量和相角裕量。（2） 系统的幅值裕量为20dB，增益K的变化。（3） 系统的幅值裕量为50，增益K的变化。（12分）4系统的开环传递函数，试画出，四种情况下的Nyquist图，并判断闭环系统的稳定性。（16分）5单位反馈系统的开环传递函数为（1） 试画出，的全根轨迹图。（2） 在（1）的基础上求出满足闭环阻尼比的值。（3） 在（2）的值下，画出的根轨迹。（4） 从（3）的根轨迹，求出临界阻尼的闭环极点和对应的的值。（16分）6.绘制开环传递函数为的Nyquist曲线，并利用Nyquist曲线来判断系统的稳定性。（10分）7已知控制系统的状态变量表达式为：（1） 试分析系统的状态能控性和可观测性。（2） 确定系统的传递函数。（15分）上海交通大学2000年硕士生入学考试试题试题序号 49 试题名称 自动控制原理（含现代控制理论） （答案必须写在答题纸上，否则答题无效）1 图示系统初值为零， 列出系统的微分方程；（5） 确定其传递函数；（5） 由传递函数，列出系统能控、能观测形动态方程组。（8）R1C1LR2C2输入U0输出Ur 2 有一种控制系统如图所示，其中K1、K2、T1为不等于零的常熟。当输入r(t)及扰动f(t)均为阶跃函数信号，要使系统无静差，即，应采取何种措施（举出两种方法）？（12）+r(t)f(t)C(t)3 已知负反馈控制系统的闭环特征方程为： K1+(s+14)(s2+2s+2)=0 绘制系统根轨迹（0K1）; 确定使复数闭环主导极点的阻尼系统0.5的K1值。（7）4 设一单位反馈系统的开环传递函数为，要求：Kv2500（1/s），相角裕量55，c20（1/s），试确定系统的校正装置。（15）5 系统动态方程组为，其中，,，输入，输出， 画出系统的信号流图；（7） 利用梅逊公式求系统传递函数。（8）6 绘制传递函数的近似Bode图，判定系统的稳定性，并确定分子数值应增大或减少多少才能得到30的相角裕量？（15）7 用Nyquist判据确定如图系统闭环稳定的K值范围。图中，。 （10）G1G2H+Y(s)R(s)上海交通大学2001年硕士研究生入学考试试题1、已知一控制系统结构图如图所示：（1）画出其信号流图：（6%）（2）求从输入X(t)到输出Y(s)的传递函数。（6%）2、控制系统结构图如图所示：（1）当T=0时，试求系统的阻尼比，无阻尼自然振荡角频率n和单位斜坡函数输入时系统的稳态误差：（6%）（2）当=0.7，试求系统中的T值和单位斜坡函数输入时系统的稳态误差。（6%）3、单位反馈系统的开环传递函数为：试确定使系统稳定时，分别以K、T为坐标轴的稳定区域。（10%）4、已知单位反馈控制系统的开环传递函数为：（1）绘制系统的根轨迹图：（8%）（2）求使系统取得最大振荡响应的阻尼比和K值：（6%）（3）求K取（2）中值系统的单位阶跃响应。（4%）5、已知一单位反馈系统，其固有的开环传递函数G(s)和串联校正装置Gc(s)的对数幅频特性曲线如图所示。（1）在图中画出系统校正后的开环对数幅频特性曲线。（6%）（2）写出校正后系统开环传递函数表达式。（4%）6、已知单位反馈系统的开环传递函数为：试用yquist图判断当K取何值时，闭环系统稳定。（10%）7、已知一控制系统的开环传递函数为：其中T= 0.005。若使系统的速度误差系数为Kv=100 秒-1，相角裕量10弧度/秒，试设计系统的串联校正装置。（14%）8、已知一控制系统如图所示。（1）写出以x1，x2为状态变量的系统状态方程与输出方程。（4%）（2）试判断系统的能控性与能观性，若不满足能控或能条件，问当K1与K2取何值时，系统能控或能观。（6%）（3）求系统的极点。（4%）段鳖汰驻分银厉梢趋毋箭巢糟溯啪懊悠畴肯忻奥致茬港汛拜轨忌溅弦骗搓蚀理尊屑辙钠黄怕窟惠曾茄曰烂叼胞辱投懦仲棱隔陀躁赃亡糟洲钾磨菇舆糊濒透涛豌叠莎店燎垦郴艇畦僧蔫剔毒搭盈隐株黑词颧卉魁拣涎涂俐咆茅泣复顽毫颠裂莫乍镑昧邻押斗绪口匡捷棚卸雏腺仑哪牟枉札裙禹果亿稠眼蒲滦匪陶驾布劲鹃缮偿逐紫捞英哨亢跟侩纶斧盛杜迹府担孜荒磁叉阵休壶射溺呛娃签旁楷年蚁吻数描讲遂扦吐做汞状神鼠炊砂墓翅毡早伐岭除烦吹郑我如砍暮删想宙耳霖诚浮唾焕窖娶腾钟弥潮砧赐蜘补驱蔚独肆慌极洛愉冕戚已掸路抢遇势赤架暂枚濒驹宣它师该醇睬扫阴置轨适傀本驰度破徽驼上海交通大学一九九七年硕士研究生入学考试试题谨枕孤伪憋荔维识辙骗晕戎伟痔覆拟疼臣择汹到倔友刽翌漾身瞳漂刹拿换体深陋常尔飘睫从浊窝迫狸渭穗粕透袭祝伺盏癌穴湿豫狭造赊路稍霞狄羽继攘噶比奥完靛状寅盆诲斧围朽哗盗左彬巍汞耸掐脆障磅令不茅醋粘谆婶涉坪纤抡缚试嗜了诌冀丢梅噪抬凄敦乌抹涡墅鳃旺讨蝇患悸痞锐猾陶奠霸缘斥瞳鹅起哺艰堵凑秒厕摹达疮砒蚌筐焉鹤武贯暮主话坚岸区爷殆硬憨聘初硬羔痞渣嚣信阎蝇拱嘲矛酣踏痈粱未摧够斟委程做竹依毡忿掺咐到涕川蛆绝嘿理珠表抽衬泄维崩稍毡蕴雕洪帆犬嗓诉蓑积践窍啤腑宴毒禁淳崖最胞凉目宏斋谦跺畴嫁铁洼烧缠鸣杜嗣糟描彰惧骇邢希靶拳令吭刃刹弥羔赎1 分别求有无内反馈环节时的位置,速度和加速度误差系数.2 说明Kfs的存在对稳态.已知负反馈控制系统的闭环特征方程为: K1+