南京理工大学2005年硕士学位研究生入学考试试题试题编号：200510031考试科目：控制理论基础(满分150分)考生注意，所有答案(包括填空题)按试通序号写在答案纸上，写在试卷上不给分、选择题 每题2分.共20分)。(1) 、控制系统的静态加速度误岸系数尺定义为()-、单位反馈控制系统的斤环传递函数G(5)= 一-一，其丌坏增益和时 0.4.v(.v + 5)间常数分别为()。染I IX共5 9(a) 20，5(b) 50，0.2(c) 10, 5(d) 10，0.24)、下面函数中是最小相位传递函数的是( )o(5 + 5)(a)沁):7(c)師(.S- -4.S + 12XJ + 3)(b) G(5)= fr；8)(5 + 1)S- +55 + 1_2(d) G(s) =-=5(5 + 8)(S2 +65 + 9)(7) 、K曲是四个系统的微分方程数学模型，其中r(Z)是系统的输入，c(G是系 统的输出，它们中是线性系统的是()。(a) c(/).25 + -6r(Odrdr(b) ) = 25 + P + 5-6r(r) + ldldtdt(c) c(/) = 25/4 + 4-6r(O + ldtdr(d) 印卜 25 + -6)dt、dt2(8) 、系统如阁a,其反馈和局部反馈均不确知，图中K 0。如果测得系 统的阶跃响应曲线如图b,这时反馈极性为()。(a) 局部反馈断丌，主反馈为负反馈 -(b) 局部反馈为:1E反馈，主反馈为负反馈(c) 局部反馈为负反馈，主反馈断丌(d) 局部反馈断丌，主反馈也断开图a图b(9) 、对高阶系统常常用主导极点的概念和偶极子对的方法进行简化，进而简化计算过程。下面是儿个简化式子，正确的是（）。(a)d（5）-200(.s +3)(?; Zs+ 5)(5,+ 40)200(s + 3)(s2 +2.y + 5)(b)=200(5 + 3)(52 + 25 + 5)(.v + 40)5 (s + 3)( .s2 + 2 5 + 5)（C）中=200( .y + 2)( .、 + 0.01)、200(.y + 2)(5 + 3)(52 +25 + 5)(3 + 0.1) (.V + 3)(5? + 2.v + 5)(d)=200(5 + 2.8)200*2 8186.7-龙 (s + 3)( 52 + 6.v + 10)3(.v2 + 6.v + 10)(.V2 + 65 + 10)（10）、在下面四个控制器传递函数中，哪个是滞后一超盼控制器？（ 是。(a)(5 + l)(Q-tv + D(55 + 1)(0.02.s + 1)cb)(y + l)(0.02j + l) (5s+ 1)(0 上+ 1)(d)Gc(s) =(55 + 1)(0.15 + 1) (5 + 1)(0.025 + 1)-1、（15分）设某单位反馈系统的开环传递函数为广，、10G=5（5 + 4.28）（5 + 2.22）试求：（1）系统极点的分而并判断系统是否存在主导极点；（2）按主导极点法对系统进行降阶处理，并估算系统的动态性能；（3）分析降阶处理所造成的误差以及非主导极点对系统响应特性的影响。三、（15分）3个典型二阶系统的闭环传递函数均有这样的形式：0（5）= = _-它们的单位阶跃响应分别如图中所示，其 R（s） +2o5 +（yj中分别是系统和的调节时间，tp”tp2分别是系统、及的峰值 时间，在同一s平面中画出3个系统闭环极点的相对位置，并说明理由。第二题图四、（1.5分）设控制系统的结构图如图（a）所示，其中G（.y）的频率特性如图（h） 所示（rr0）。试绘制改系统的丌环幅相曲线，并分析闭环系统的稳定性。KG(.v)s(a)第四题图五、（15分）在图示系统中，若选取作为系统的状态变量，试写出状态 空间表达式/并分析该系统的能控性和能观测性。u2x=fcc-2s + 31L *+ 1)第五题图六、（15分）已知PI控制器为：（.v） = 5（1 +丄）2sPD 控制器为：Gt （）-5（1+ 0.55）PID 控制器为：Gc（5）= 30.32 （5 + 0+65）-试画出它们的Bode图，并简要分析其性能，说明作为串联控制器使用时所 适用的对象。七、（15分）试分别绘制7x + x = 0和7x + x = M的相轨迹：并比较二者有何則、 （其中r0）氏、（20分）控制系统如图所示.其中系统的2个状态变量都迠可测的。（1）建立状态空间表达式；（2）当所有的状态变量都用于反馈时，确定合适的反馈增益，使系统对于 阶跃输入的稳态误差为零，超调量小于3%。21UV + 1X3知SW第八题图九、分）用李雅普诺夫方法讨论图示系统的稳定性。其中：质量m =粘性摩擦系数/ = 1,弹簧系数k = i. _v足位移。第九题图十、（12分）网络如图所示，图中电源电ku（/）为输入，电容电fku. tz）为输 出.试写出此网络的状态空间表达式-