【冲刺】2027 年中国航天科工集团第三研究院 082503 航空宇航制造工程《807 机械工程专业综 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 082503 航空宇航制造工程《807 机械工程专业综合：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： （011）第一五九厂 （012）第二三九厂 （001）第三总体设计部 （013）第三〇一研究所

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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 082503 航空宇航制造工程《807 机械工程专业综合：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 082503 航空宇航制造工程《807 机械工程专业综合：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三研究院 082503 航空宇航制造工程《807 机械工程专业综合：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三研究院 082503 航空宇航制造工程《807 机械工程专业综合：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三研究院 082503 航空宇航制造工程《807 机械工程专业综合：自动控制原 理》考研冲刺模拟五套题及参考答案（五） ................................................................................................44

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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 082503 航空宇航制造工程《807 机械工程专业综合：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． 已知两个非线性系统的非线性环节相同，但其线性部分的传递函数分别为

其中 k＞0,用描述函数法分析时，系统__分析的准确度高，理由是__。青岛掌ё心 博阅电子书 【答案】 二、选择题 2． 单位反馈系统的开环传递函数为 A.稳定系统 B.临界稳定系统 C.不稳定系统 D.稳定性难以确定 【答案】C 【解析】特征方程为 列写劳斯表如下所示： ，则闭环系统是__。 、因为具有更好的低通滤波特性。

，

第一列不全为正，由劳斯判据易得系统不稳定，故选 C。 三、分析计算题 3． RC 网络如下图所示，其中

为网络输入量，

为网络输出量。掌и心博阅电子书

图 (1)画出网络结构图； (2)求传递函数 。 【答案】(1)用复阻抗写出原始方程组。 输入回路青岛掌ж心博阅电子书 第 4 页 共 52 页

考研专业课模拟试题

输出回路

中间回路

(2)整理成因果关系式。 由输入回路得

由中间回路得

由输出回路得青岛掌и心博▤阅电子书

即可画出结构图如图 1 所示。

图1 (3)用梅逊公式求出：青岛掌й心博阅▤电子书▧

4． 已知非线性系统结构图如下图所示，其中 数法分析当 K 从 时，非线性系统的自由运动。若有自振,请求出自振参数。

0)，试用描述函

图

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考研专业课模拟试题 【答案】 得 ，故当 当 A=0 时 ， 时，即 K＞20 时，有交点，存在自振。当 ； 当 时 ，

时，即 0＜K＜20 时， 和 得 ，得

两曲线没有交点，系统稳定，无自振。有自振时，由 ，得 。

5． 某单位负反馈系统的开环传递函数为 (1)写出根轨迹的渐近线； (2)计算根轨迹的出射角； (3)计算根轨迹与虚轴相交时的根轨迹增益； (4)绘制 时的根轨迹。 【答案】(1)由题意，系统有 个开环极点，即 其渐进线与实轴的交点为 (2)对于极点 ，其出射角为 ，倾角为

掌д心博阅电〼子书

；

，系统没有开环零点，m=0 于是 ， ，其有三条渐近线。

对于极点 ，其出射角为 (3)由题意，系统的闭环传递函数为

系统的特征方程为 当根轨迹与虚轴相交时，令 代入可以得到： ，可以得到 ，故根 轨迹增益为 K=10。 (4)由题意，根轨迹在实轴上的分布为 ，综合上面的计算可以画出系统的根轨迹如图所示。 6． 系统结构图如下图所示，请用信号流图法求

图 【答案】由系统结构图简化得系统信号流图如下图所示。

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考研专业课模拟试题 (2)当系统在斜坡信号输入下， 时，即

则 由终值定理可得

因而充分条件得证。 (3)同理可推导系统在单位加速度信号输入下，稳态误差为零的充分条件为

即 则 由终值定理可得

充分条件显然成立。 11．系统结构如图所示，求正实部特征根个数。

图 【答案】由于系统的固有特性与系统的输入无关，不妨设 N(s)=0,只求 。

代入整理可以得到

易知系统的闭环极点分别为 12．已知系统开环传递函数 系统构成闭环都能稳定运行，试确定此时 【答案】系统的开环传递函数

，故系统正实部的根的个数为 1。

，

。在没有确认反馈极性时，将

所处的范围。掌к心博♂阅电子书

(1)当系统的反馈极性为负。由系统的开环传递函数可知系统的闭环特征方程为

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考研专业课模拟试题

当

时，极坐标图与坐标轴实轴有一交点，且

线性部分的极坐标图在第 2 和第 3 象限，如图 c 所示。

图c 要使系统产生自激振荡， 自激振荡的频率 为 A＝1.25,得 a＝4 根据 ，令 与 曲线有交点，如图 c 所示。青岛掌ㅜ心博え阅电子书 ，可求出振幅。由题意可知，自振荡的频率 ，振幅

得 b＝0.2 5． 设单位反馈系统的开环传递函数 轨迹图，并确定系统无超调时 的范围。 【答案】系统的开环传递函数

，试绘制

从

时系统的闭环根

(1) 从 时系统的闭环根轨迹。 ①实轴上的根轨迹： 。 ②根轨迹的渐近线： ③根轨迹的起始角 。

根据以上几点，可以画出概略根轨迹如图 1 所示。 (2) 从 时系统的闭环根轨迹。 ①实轴上的根轨迹分布区： 。 ②根轨迹的分离点:根轨迹的分离点坐标满足

通过试凑可得 ③根轨迹的起始角

。

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考研专业课模拟试题 12．已知非线性系统的结构图如下图所示，图中非线性环节的描述函数 函数 。 ，线性部分的传递

(1)当 k=5 时，试用描述函数分析系统是否存在自激振荡？若存在，求出自激振荡振幅和频率； (2)当 k=1 时，分析该非线性系统的稳定性。

图 【答案】(1)当 k=5 时， 轴的交点处 ；当 振条件 (2)当 k=1 时， 四、简答题 13．为什么二阶欠阻尼系统中的阻尼比 通常选择在 0.4～0.8 范围内工作。掌㈁心博阅п电子书 【答案】因为如果系统阻尼比过小，系统反应迅速，超调量大；如果阻尼比过大，虽然超调量小，但 系统反应缓慢，阻尼比选择在 0.4～0.8 基本能保证快速性和超调量不太大的要求。青岛掌и心博阅电子 书 14．列举反映系统动态性能的 5 项指标。如果单纯增大反馈控制系统的开环增益，这些指标将如何变化？ 【答案】 增大开环增益后自然振荡频率增大， 阻尼比较小， 但阻尼比与自然振荡频率的乘积保持不变， 动态响应变快，上升时间和峰值时间变小，超调量变大，振荡次数变大，调节时间保持不变。掌ㅎ心博阅 电子书 时， 和自振角频率 。由 。与负实轴交点处 。负倒描述函数为 ，绘出 和 ；与负虚 ， 当 A=0 时 ， 曲线，可以判定存在自激振荡，由自

，得自振振幅 A=0.105。 ，得系统稳定。

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