2018年西安建筑科技大學考研專業(yè)課真題836自動控制原理（含現(xiàn)代控制理論）

1、西安建筑科技大學2018年攻讀攻讀碩士學位研究生碩士學位研究生招生招生考試試題考試試題(答案書寫在本試題紙上無效。考試結(jié)束后本試題紙須附在答題紙內(nèi)交回答案書寫在本試題紙上無效?？荚嚱Y(jié)束后本試題紙須附在答題紙內(nèi)交回))共4頁考試科目:適用專業(yè):（836）自動控制原理（含現(xiàn)代控制理論）一、一、（共（共15分）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖分）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示所示。求系統(tǒng)的控制科學與工程一級學科、控制工程1、開環(huán)傳遞函數(shù)()kWs；（3分）2、系統(tǒng)的輸出

2、()cXs；（6分）3、系統(tǒng)的誤差()Es。（6分）二、二、（共（共12分）已知系統(tǒng)的方塊圖如圖分）已知系統(tǒng)的方塊圖如圖2所示。所示。當輸入為單位斜坡函數(shù)時，求系統(tǒng)在輸入信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差；求使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差小于0.2的K取值范圍。三、三、（共1616分）分）給定控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為給定控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為0)2()(≥?=aassassWK。1、繪制以a為參數(shù)的根軌跡；（有必要的步驟和數(shù)據(jù)）（10分）2、利用根軌跡分析a取何值

3、時閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定；（3分）3、求系統(tǒng)工作在欠阻尼狀態(tài)時a的取值。（3分）四、四、（共2020分）最小相位系統(tǒng)的分）最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性如圖開環(huán)對數(shù)幅頻特性如圖3所示。所示。1、寫出系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)()kWs；（3分）2、若采用串聯(lián)校正裝置對其進行校正，確定所用的是何種性質(zhì)的串聯(lián)校正裝置；（3分）3、畫出校正裝置的對數(shù)幅頻特性及校正后系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性；（6分）4、計算校正前、校正后系統(tǒng)的相位裕量；（4分）5、分析該校正裝置對系

4、統(tǒng)性能的作用。（4分）第1頁第2頁注：x0.010.11101001000arctanx0.575.7145.0084.2989.4389.94五、五、（共（共1212分）分）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖4所示所示。其中非線性環(huán)節(jié)的描述函數(shù)為11()(1)6NAA=。畫圖分析系統(tǒng)是否產(chǎn)生自振，若產(chǎn)生自振，試求自振的頻率和振幅。六、六、（共1515分）采樣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖分）采樣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。所示。采樣周期1Ts=，系統(tǒng)開環(huán)

5、脈沖傳遞函數(shù)為：0.632()(1)(0.368)kKzWzzz=??1、確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的K取值范圍；（5分）2、求當1K=時，系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的輸出穩(wěn)態(tài)值及穩(wěn)態(tài)誤差；（6分）3、求系統(tǒng)的差分方程。（4分）注：22111()()()1(1)aTzTzzZZZszszsaze?===???1圖1W()rXs()dXs()cXs2W3H1H2H()Es2圖圖3210(1)ss圖4dBL(ω)0200.010.11101002040ω1s圖5

6、西安建筑科技大學2018年攻讀攻讀碩士學位研究生碩士學位研究生招生招生考試試題考試試題(答案書寫在本試題紙上無效?？荚嚱Y(jié)束后本試題紙須附在答題紙內(nèi)交回答案書寫在本試題紙上無效?？荚嚱Y(jié)束后本試題紙須附在答題紙內(nèi)交回))共4頁考試科目:適用專業(yè):（836）自動控制原理（含現(xiàn)代控制理論）七、七、（共（共2020分）設(shè)線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式為分）設(shè)線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式為控制科學與工程一級學科、控制工程[]1122120112311

7、0?????????=?????????????????????????=????????xxuxxxyx1、求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)()Ws；（4分）2、將系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式轉(zhuǎn)化為對角標準型；（6分）3、用李雅普諾夫第二法判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性；（5分）4、判斷系統(tǒng)的能觀測性，若能觀測，求系統(tǒng)的能觀測標準型；若不能觀測，求能觀測子空間表達式。（5分）八、八、（共（共14分）設(shè)線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式如下，輸入函數(shù)分）設(shè)線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間表

8、達式如下，輸入函數(shù))(1)(ttu=。[]1122122011(0)030111xxuxxxxyx????????????==???????????????????????????=?????????1、求系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣)(tφ；（4分）2、求狀態(tài)響應(yīng)()xt和輸出響應(yīng)()yt；（6分）3、畫出系統(tǒng)的狀態(tài)圖。（4分）第3頁第4頁九、九、（共（共1010分）分）已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：32326127()6116ss

9、sWssss=1、求系統(tǒng)能觀測標準性實現(xiàn)；（5分）2、求系統(tǒng)的最小實現(xiàn)。（5分）十、十、（共（共1616分）分）系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式為系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式為uxxxx???????????????????=??????100050102121??[]??????=2101xxy1、判斷系統(tǒng)的極點能否通過狀態(tài)反饋任意配置；（3分）2、判斷系統(tǒng)的觀測器是否存在；（3分）3、試確定狀態(tài)反饋矩陣K，使閉環(huán)系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的超調(diào)量%4.3%δ=，