2006哈尔滨工程大学自动化考研初试真题

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1、2006年招收硕士研究生入学考试试题自动控制原理试题416G1G2G3H2H1G4--R(s)C(s)+-一、(15分)控制系统的结构图如下：求（化简结构图要有步骤，若用信号流图法要画出信号流图）RCG1G2G3G4-H1-H2-1解：系统信号流图为前向通道，；；回路，；；；；；特征式，；；；；-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2、----点评：本题可以应用方框图简化计算所求的传递函数，必定有求和点与分支点交换位置，计算过程过于烦琐。可以应用消元法，参考以下解法。---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------G1G2G3H2H1G4--R(s)C(s)+-X1(s)X2(s)解法二：消元法，；；；消去，计算闭环传递函数，由前2个等式得到；；代入第3式，整理后，

3、得到；H2G4H11/G3G4/G3G3G1G2--R(s)C(s)--+解法三：方框图简化，G1G4G2G3H2H1/G3G2G3G4H1/G3--R(s)C(s)+-+-R(s)C(s)；R(s)C(s)-二、(20分)设系统如图所示，(1)已知G1(s)的单位阶跃响应为，试求G1(s)；(2)当，且时，试求①系统的稳态输出；②系统的峰值时间，超调量，及稳态误差解：(1)；得到；(2)该系统的闭环传递函数为；①；；②；；；秒；；。------------------------------------------

4、---------------------------------------------------------------------------点评：(1)可以应用单位脉冲响应是单位阶跃响应的微分，传递函数是脉冲响应函数的拉氏变换；(2)不必使用误差级数。---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------解法二：(1)；；。三、(

5、15分)已知单位负反馈系统的开环传递函数为：(1)用Routh判据确定系统稳定时的K值范围；(2)如果要求闭环系统的根均位于垂线以左，K值范围应取多大？解：(1)系统特征方程为；s3140s21440Ks140-40K/140K<14s040KK>0使系统稳定的K值范围是027/40使闭环系统的根均位于垂线以左的K值范围是0.675

6、---------------------------------------------------------------------------------------------点评：(1)Routh判据；(2)Routh判据计算所需参数四、(20分)控制系统如下图所示，图中参数为速度反馈系数。R(s)C(s)-试绘制以为参量的根轨迹，并确定系统临界阻尼时的值。解：系统特征方程，；ReImp1p2z1kx根轨迹方程，，；；；；实轴上的根轨迹，；与实轴的交点，；，；根轨迹起始角，，；根轨迹与虚轴无交点；系统临界

7、阻尼时，即。---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------点评：(1)列写规范根轨迹方程；(2)具有一个开环零点的二阶系统，在实轴外的根轨迹是圆心为开环零点的圆周的一部分。五、(15分)笔录仪的传递函数为，要求被测正弦信号的频率在5Hz以内，记录的幅值误差不大于被测信号的10%，试求该笔录仪应有的频带宽度。解：据题意，；；；；；。该

8、笔录仪应有的频带宽度为。---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------点评：(1)频率与角频率的换算；(2)允许误差与幅频特性的关系；(3)频带宽度定义。六、