(最新)[上海交通大学]上海交通大学1998自动控制理论18

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1、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lmnabcdefgy1y2y3y4y5y6y7y8hijk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1blmnabcdefgy1y2y3y4y5y6y7y8hij步骤2blmncdefgy3y4y5y6y7hij步骤3，利用梅逊公式可求得∆＝1－di-n-fj+difj+din+nfjp1=cdef∆1=1p2=blef∆2=1p3=cmf∆3=1yt/y3=1/∆(p1∆1+p2∆

2、2+p3∆3)(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）=0.5ωn<=3tr<=1秒，（上升时间）（本题7分）二、（1）已知系统的G（S）＝Kr(S+4)/S2(S+9),H(S)=(S+1)/(S+4),试绘制系统的全根轨迹图。（本题9分）（2）对于题（1）的系统，若已知闭环复极点的实部为－1，此时系统所有的闭环特征根的确切位置在什么地方？（本题8分）三、一系统的开环传递函数为GH1(S)e-τs,二阶环节GH1(jω)轨线如图示，试求使系统稳定的τ的取值范围。（闭环）（本题15分）Im-2-1ω=

3、∞┆┆-Re┆┆┆┆-------1┆┆┆四、已知一带有饱和特性的非线性系统，其线性部分的传递函数为4.5／S(2S+1)(0.5S+1)，饱和特性的描述函数为N（M）＝2K1／π（S/M(1-(S/M)2)1／2＋SIN－1S／M）饱和非线性特性如图示（本题15分）（1）作出线性部分的柰魁斯特图，作出非线性的负倒描述函数曲线。（2）在第一步的基础上分析系统是否存在稳定的自振荡，如果是不稳定的自振荡则不必求自振荡的振幅和频率，反之，则需求出。n(t)k1=1┇-10s=1┇┇┇m(t)┇五、已知一最小相位系统的对数幅频特性图如下，（1）试求系统的开环增益。（2）为使系统r

4、＞＝40°。ωC＞＝2。试选择一级串联校正方式，要说明选择理由（lg2.5=0.332,lg3=0.477,tg-11/3=18.43°）(本题15分)L（ω）dB-20dB-40dB12.90ω0dB26-60dB/dec三、已知某直流电动机的传递函数为g(S)=Q(S)/U(S)=2/S(0.2S+1)，其中U(S),Q(S)分别为控制电压，输出转角的拉氏变换。（1）试写出g(S)的可观标准形实现，（2）若要以输出转角Q及角速度Q为状态变量，试求g(S)的这种状态空间描述。（3）何谓线性系统的等价变换？上述两种实现是否存在等价变换关系？（本题10分）四、系统0100X

5、＝001X＋0U，Y＝[210]x+u0001(1)引入状态反馈K，使反馈系统的特征值为{-1±j1,-2},求状态反馈阵K。(2)求反馈系统的传递函数。（本大题15分）