【冲刺】2027 年中国航天科工集团第三研究院 081102 检测技术与自动化装置《873 仪器综合： 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三研究院 081102 检测技术与自动化装置《873 仪器综合：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》(第 7 版)，胡寿松主编，科学出版社 适用院系： （003）第三十三研究所 （013）第三〇一研究所 （004）第三十五研究所 （014）第三〇二研究所 （008）第三〇三研究所 （006）第八三五八研究所 （005）第八三五七研究所

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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三研究院 081102 检测技术与自动化装置《873 仪器综合：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三研究院 081102 检测技术与自动化装置《873 仪器综合：自动控制原理》考 研冲刺模拟五套题及参考答案（二） ...........................................................................................................15 2027 年中国航天科工集团第三研究院 081102 检测技术与自动化装置《873 仪器综合：自动控制原理》考 研冲刺模拟五套题及参考答案（三） ...........................................................................................................25 2027 年中国航天科工集团第三研究院 081102 检测技术与自动化装置《873 仪器综合：自动控制原理》考 研冲刺模拟五套题及参考答案（四） ...........................................................................................................35 2027 年中国航天科工集团第三研究院 081102 检测技术与自动化装置《873 仪器综合：自动控制原理》考 研冲刺模拟五套题及参考答案（五） ...........................................................................................................45

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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三研究院 081102 检测技术与自动化装置《873 仪器综合：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． 线性系统稳定的充分与必要条件是__。 【答案】所有特征根均位于左半平面。 二、选择题 2． 下面函数中是最小相位传递函数的是__。 A. B. C. D. 【答案】D 三、分析计算题 3． 某Ⅰ型二阶系统结构如下图所示。 ①计算系统的速度稳态误差 和相角裕度

； 为校正前的 ，相角裕度

②采用串联校正方法，使校正后系统仍为Ⅰ型二阶系统，速度稳态误差 保持不变，确定校正装置传递函数。

图 【答案】①系统开环传递函数 传函，令 得 校正前相角裕度 。 。 ，校正后系 ，得 。将 代入开环

②若使串联校正后系统仍为Ⅰ型二阶系统，可设串联校正环节的传函为: 统的开环传函为

校正后 设校正后系统的剪切频率为 持不变: ，则 。 。同时，令校正后系统相角裕度保

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考研专业课模拟试题 综合上述分析得:K=100,a=10， 。校正装置传递函数

验证校正后系统的性能指标

，满足性能要求。 4． 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

由已知，

，则

再由

，可以得到

再由终值定理有

5． 设非线性系统如下图所示。试求: (1)两个非线性环节串联后的等效非线性特性； (2)用描述函数法求此系统的自振角频率 w 和振幅 A。 已知:

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考研专业课模拟试题

图—非线性系统结构图 【答案】当 时，第一个非线性环节 输出为 1，恰好等于第二个非线性环节 的值。因

此，其等效的非线性环节是一个具有死区(

)的继电特性，如下图所示。显然其描述函数为

图—等效非线性系统结构图 其负倒描述函数曲线在负实轴上，其负倒描述函数曲线转折点的值为 0.707。 ，转折点 值为

显然，当 点。

时，

，且

曲线与

曲线必有交

解出得 ， 稳定的自振荡振幅，振荡角频率

， 。

，为不稳定的自振荡振幅，

为

6． 控制系统如图所示，设输入信号

，干扰信号

。

图

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考研专业课模拟试题 考虑 R(s)作用，令 前向通路有

可得

(3)考虑 P(s)作用，令 前已求出 前向通路

，

由 Mason 公式可得

欲使

不受

影响，应有

，即

化简得

8． 已知某控制系统如图所示，试计算系统的开环截止频率

和相角裕度 。

图-系统的结构图 【答案】先求转折频率的幅值，判断幅值穿越频率的位置。 当 时

所以可判断

。则青岛掌з心博阅☄电子书

求出 由相角裕度定义，得

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考研专业课模拟试题

而

由于

，故

即当 再由

財， 取最大值。

解得

故最大相角裕度为

4． 非线性系统如下图所示，其中 定振幅和频率。图中非线性特性的描述函数为

。试用描述函数法分析系统是否存在自振，若有自振，确 。掌㈄心博阅┢电子书

图—系统结构图 【答案】已知该非线性环节的描述函数为

则其负倒描述函数为

其负倒描述函数特性如下图所示。当

，

，当

时， 曲线必与负实轴有交点。若

，即

曲线位于实轴(0，-1]区间。线性部分传递函数为 3 阶， 曲线在 区间与实轴相交，则产生稳定的自振荡；若 曲线在

区间与实轴相交，则该

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考研专业课模拟试题 当 A: 令 ， 在复平面上是一条与负实轴重合的直线，在负实轴上的分布为 。

，线性部分频率特性为

令

，可以得到

，此时

，在同一坐标轴下画出线性部分和非线性部分

的负倒数特性图如下图 1 所示。

当

通过

图1 时，系统临界稳定，可以求出系统稳定时的最大 值，即

(2)当线性部分的增益

时，线性部分频率特性与非线性部分的负倒数特性曲线相交，两曲线的相 可以得到

交点产生了一个稳定的极限环，由

用试凑法可以求得 11．简述分离定理，并加以简单证明 【答案】分离定理为若系统可控可观，用状态观测器实现状态反馈时，其系统的极点配置和观测器的 设计可分别独立进行，下面给出简单证明。 加状态观测器后系统的动态方程为

设状态估计误差为

，其中 x 为原系统的状态变量， 为观测器的状态变量，则有 ，取线性变换阵为 ，线性变换后

由于线性变换不改变系统的特征根，故有 ，此式表明 由观测器构成的状态反馈的闭环系统的极点，由直接状态反馈的极点和状态观测器的极点组成，只要 原系统完全能观能控，状态反馈阵与观测器可以独立进行设计。

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