控制工程真题带答案.doc

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1、一、计算下列各题（每小题6分，共48分）1、已知RLC电路如图所示，输入量为ur，输出量为uo，试绘制系统结构图，并求系统的传递函数。答：引入电流i1,i2,i分别列写系统环节方程：根据方程绘制方框图：系统的传递函数：2、已知系统结构图如图所示，试按图中标定的状态变量建立系统的状态空间模型。答：根据各环节输入输出关系，可得整理得系统的状态空间表达式为：3、设单位负反馈控制系统的开环传递函数为。已知系统在零初始条件下的单位阶跃输入作用下的误差响应为，。求系统的阻尼比和自然振荡角频率。解：。由得，，因此，，得，4、

2、已知某负反馈控制系统开环传递函数为，用劳斯判据判断闭环系统的稳定性，并求不稳定的根的个数。解：传递函数。由辅助多项式求导得。由辅助多项式得，，不稳定的根的个数为3个。5、某最小相位系统的渐近对数幅频特性曲线如图所示，若已知，试确定该系统的开环传递函数，求出该系统的相位裕度，并判断闭环系统的稳定性。解：（1）(2)(3)由于6、已知采样系统结构如图所示，求其闭环脉冲传递函数。7、已知某控制系统的传递函数为，求该系统状态空间表达式的可控标准型与可观测标准型。解：①可控标准型②可观标准型8、已知状态转移矩阵，求系统矩

3、阵A。解：二、（12分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为，确定参数的范围使得对输入的稳态误差，且对输入的超调量。三、（14分）已知闭环控制系统的开环传递函数为，试利用奈氏判据分析参数和与闭环系统稳定性之间的关系。解：当时，闭环系统稳定，当时，闭环系统临界稳定，当时，闭环系统不稳定。四、（12分）已知采样系统如图所示，采样周期。（1）求使系统稳定的K的取值范围。（2）求当时，使系统稳态误差小于1的K的取值范围。五、（14分）设被控系统的状态方程为。（1）该系统可否用状态反馈任意配置闭环极点？（2）求状态反馈矩阵

4、，使闭环极点位于-10，。解：1.系统的可控性矩阵Rank(Pc)=3,系统状态完全可控，故可用状态反馈实现闭环极点任意配置。2.设状态反馈矩阵为则状态反馈后系统的特征方程为期望的特征方程为故有=40所以