【冲刺】2027 年中国航天科工集团第二研究院(16 所)080400 仪器科学与技术《801 自动控制原理》 考研冲刺模拟五套题及参考答案

考研专业课模拟试题 模拟试题简介 试题名称： 【冲刺】2027 年中国航天科工集团第二研究院(16 所)080400 仪器科学与技术《801 自动控制原理》考研 冲刺模拟五套题及参考答案 试题题型： 填空题+选择题+分析计算题+简答题 参考书目： 《自动控制原理》 ，胡寿松,国防工业出版社 适用院系： （000）不区分院系所

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考研专业课模拟试题 目录 2027 年中国航天科工集团第二研究院(16 所)080400 仪器科学与技术《801 自动控制原理》考研冲刺模拟 五套题及参考答案（一） ................................................................................................................................4 2027 年中国航天科工集团第二研究院(16 所)080400 仪器科学与技术《801 自动控制原理》考研冲刺模拟 五套题及参考答案（二） ..............................................................................................................................14 2027 年中国航天科工集团第二研究院(16 所)080400 仪器科学与技术《801 自动控制原理》考研冲刺模拟 五套题及参考答案（三） ..............................................................................................................................24 2027 年中国航天科工集团第二研究院(16 所)080400 仪器科学与技术《801 自动控制原理》考研冲刺模拟 五套题及参考答案（四） ..............................................................................................................................34 2027 年中国航天科工集团第二研究院(16 所)080400 仪器科学与技术《801 自动控制原理》考研冲刺模拟 五套题及参考答案（五） ..............................................................................................................................43

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考研专业课模拟试题 2027 年考研专业课模拟试题-冲刺阶段使用 2027 年中国航天科工集团第二研究院(16 所)080400 仪器科学与技术《801 自动控制原理》考研冲刺模拟 五套题及参考答案（一） 一、填空题 1． 采样器和保持器不影响开环脉冲传递函数的__点， 仅影响开环脉冲传递函数的__点。 【答案】极、零掌и心博阅电子书 二、选择题 2． 已知系统开环传递函数分母阶数比分子阶数高二阶，系统开环极点为 ，若已知系统的闭环 极点包括一对共轭复根为 ，则另外一个闭环极点为__。 A.-4 B.-5 C.-6 D.以上皆不是 【答案】B 【解析】由 ,得 ，选项 B 正确。 三、分析计算题 3． 系统结构如下图所示，采样周期 T 及时间常数 均为大于 0 的数，且

(1)当 D(z)=1 时求系统稳定的 K 值范围(K＞0)；掌б心博阅ヌ电子书 (2)当 及 K=1 时，采样系统有三重根 a(a 为实常数)，求 D(z)中的系数 b，c 及重根 a 值。

图 【答案】 (1)由题意， ，特征方程为 ， 将 代入可得 ：

令

代入可得

系统稳定时 2－0.362K＞0，可以得到 0＜K＜5.525。 (2)当 K=1 时， ，代入并整理可以得到

由采样系统有三重根 a 可以得到

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考研专业课模拟试题 4． 试证明：n 阶线性系统(A，B，C)可控的充分必要条件是对于所有复数 s，均有 【答案】考虑到 为多项式矩阵，在复数域上，除了 A 的特征值 1,2,…，n)以外， 对所有 s 均有 ，故 等价为对于矩阵 A 的所有特征值 ， 均有 。 必要性：已知系统完全可控，则 成立。采用反证法。设对于某个 有 ，表明 行线性相关，因而必存在一个非零常数向量 ，使得 成立。考虑到问题的一般性，可导出 进而可得 于是有 因为已知 为非零向量，所以欲使上式成立，必有 rankS＜n，即系统不可控，显然与已知条件相矛盾。 因此反设不成立，则 成立。必要性得证。 充分性 ： 若 ，则系统可控。采用反证法，利用上述相反的思路，即可证明充分性。 5． 设次优控制系统如下图所示， ， 经过多少时间，系统的状态可以到达平衡位置？ 。试在 平面上绘制该系统相轨迹，并问

图—次优控制系统结构图 【答案】由结构图可得系统线性部分的微分方程为 ，其中 u 为非线性环节的输出

开关线方程为 由于在比较点处有

。 ，综合各式并整理可得

在Ⅰ区 消去 t 可得

，对

积分可得

为一向右凸的抛物线方程。 在Ⅱ区 ，对 为一向左凸的抛物线方程。其

积分并消去 t 后可得 相轨迹如下图 1 所示。

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由于 ，可得 ，由②式可得 B 点 坐标为 。 相轨迹起始点为 ，在Ⅰ区 ，按抛物线①运动，直到 A 点，后进入Ⅱ区 ，又按抛物线②运动,与开关线交于 B 点，在 B 点再次切换，又按①运动，最后收敛于原点。 从起始点运动到 A 点所需时间按①计算: 从 A 点运动到 B 点所需时间按②计算: 从 B 点运动到原点所需时间按①计算: 因此，总共需时间 则系统的状态可以到达平衡位置。 利用下列 MATLAB 程序可得系统的 相轨迹如下图所示，误差响应曲线如下图 2 所示。由仿真结果可 知，系统的状态到达平衡位置需要 ，与计算结果基本一致。 MATLAB 程序:

图 1—系统的 ，

相轨迹(MATLAB) 。由①式可得 A 点坐标为

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考研专业课模拟试题 【答案】(1) 开环传递函数 时

(2)

时，将系统框图进行等效如下图所示。

图

11． 电路如图所示。设输入电压为 并计算通过电阻的稳态电流 。

，试写出该电路以

为输入，以

输出的传递函数，

图 【答案】由题意，电阻的阻抗为 效阻抗为 ， ，电容的阻抗为 ，电感的阻抗为 ，则电容和电阻并联的等

再由串联电路的分压原理有

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(3)待定系数法。根据凯莱-哈密顿定理可知

由于 A 的特征值为

，

，因此

将上式代入可得

(4)MATLAB 验证。利用下述 MATLAB 命令验证计算过程，所得结果完全一致。MATLAB 程序：exe910.m ) 6． 设有图所示的机械系统，它由两个彼此耦合的平台构成，并借助于弹簧和阻尼器到达地基，试选择合 适的状态变量，写出该系统的状态空间模型。

图 【答案】由题意，进行受力分析，可以得到如下的微分方程：

令

，可以得到青岛掌р心博阅电子书

得系统的状态空间模型为

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考研专业课模拟试题 因为 ，所以闭环系统稳定。 (3)系统闭环脉冲传递函数为

其中，

于是

由原结构题图知，E(s)=R(s)－C(s) 故

当 系统稳态误差

时，

的分母为

，

11．图所示控制系统，扰动输入

。

图-系统结构图 (1)试求 K=40 时，系统在扰动作用下的稳态输出和稳态误差。 (2)若 K=20,其结果如何？ (3)在扰动作用点之前的前向通道中引入积分环节 道中引入积分环节 【答案】令 ，结果又如何？ ，按结构图可得 ，对结果有何影响？在扰动作用点之后的前向通

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