2018年山东大学威海校区908自动控制原理[专业学位]考研强化五套

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2018年山东大学威海校区908自动控制原理[专业学位]考研强化五套模拟题（一） (2)

2018年山东大学威海校区908自动控制原理[专业学位]考研强化五套模拟题（二） (9)

2018年山东大学威海校区908自动控制原理[专业学位]考研强化五套模拟题（三） (17)

2018年山东大学威海校区908自动控制原理[专业学位]考研强化五套模拟题（四） (25)

2018年山东大学威海校区908自动控制原理[专业学位]考研强化五套模拟题（五） (34)

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第 2 页，共 43 页 2018年山东大学威海校区908自动控制原理[专业学位]考研强化五套模拟题（一） 说明：根据本校该考试科目历年考研命题规律，结合出题侧重点和难度，精心整理编写。考研强化检测使用。共五套强化模拟题，均含有详细答案解析，考研强化复习必备精品资料。

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一、综合题

1． 系统的状态空间表达式为

（1）判断系统能控性和能观性；

（2）求系统的单位阶跃响应

（3）若取采样周期

求系统的离散化状态空间表达式。 【答案】（1）系统可控可观测。

（2）

（3）

2． 说明如图所示表示的是一个什么校正环节。

图

【答案】由图得到

整理可得

由于

所以该环节为超前环节（反相）。

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3． 设有一倒摆装在只能沿方向移动的小车上，如例图所示。图中，为小车质量，为摆的

质量，为摆长，为摆的转动惯量。当小车受到外力作用时，如果摆的角位移，

较

小，试推导描述

的运动方程。

图

【答案】当小车在外力作用下产生位移

时，摆球的受力情况如例图所示。图中，为重力，

为方向的惯性力，

为垂直于摆杆方向的重力分力。

可知，

在方向上，

小车的惯性力为

摆球产生的位移量为在垂直

于摆杆的方向上，摆球的转动惯性力为

的分力为

根据力的平衡原则，在方向及垂直于摆杆的方向上，列出如下运动方程：

联立求解得

当，较小时，取

略去高次项，可得如下线性运动微分方程：

或写为

4． 系统结构如图所示，设选PI 调节器，即

选择

及

使系统的相位裕度

，同时有尽可能快的响应速度。

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第 4 页，共 43 页 图

【答案】系统的开环传递函数为

不妨设此时

系统的闭环传递函数为

整理成标准形式可得

使系统的相位裕度，根据典型二阶系统的相位裕度与阻尼比直接的关系公式

这里

选

此

时，满足题中关于相角裕度的要求，

由可

得代入得到即参数选择如上。

5． 炉温控制系统的工作原理如图1所示，指出系统的输入量、输出量、偏差信号和被控对象，画出系统的方框图，并简单说明炉温的调节过程。

图1

【答案】炉温调节过程为：当炉内温度小于设定的温度，即

时，产生偏差信号经放大环节后，驱动电动机正向转动，提高加热电压，使炉内温度升高，直到电动机停止转动；

反之亦然。 输入量为给定电压输出量为炉温，偏差信号为被控对象为电炉，方框图如图2所示。