【冲刺】2027 年中国航天科工集团第三研究院 085504 航天工程《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 085504 航天工程《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 085504 航天工程《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 085504 航天工程《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） ...................................................................................................................12 2027 年中国航天科工集团第三研究院 085504 航天工程《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） ...................................................................................................................21 2027 年中国航天科工集团第三研究院 085504 航天工程《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） ...................................................................................................................31 2027 年中国航天科工集团第三研究院 085504 航天工程《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） ...................................................................................................................38

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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 085504 航天工程《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 ． 已知系统微分方程为 __。 【答案】 二、选择题 2． 闭环传递函数为 A.T B. C. D.0 【答案】B 【解析】 ，所以当 t=0 时， ，故选 B。 的单位脉冲响应曲线 在 t=0 处的值为__。 、特征方程为 ，则该系统相平面图中的奇点位置为 __ ，奇点的性质为

，

，稳定交点

三、分析计算题 3． 被控系统的状态方程为掌ё心博阅电子书

判断能否使用状态反馈实现闭环极点的任意配置。 若能， 设计状态反馈阵 K， 使闭环极点为-10， 【答案】系统是否能够通过状态反馈进行极点任意配置是由系统的能控性决定的。

。

，系统完全能控，故可以通过状态反馈实现闭环极点的任意配置。 取状态反馈控制规律为 状态反馈后系统的状态空间表达式为 其特征多项式为 期望的特征多项式为 对照可以得到

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4． 设单位反馈系统的开环传递函数为 和

，试用动态误差系数法求出当输入信号分別为

时，控制系统的稳态误差。 【答案】由题设可知，该系统属于单位反馈系统，则系统的误差传递函数为

所以有 故动态误差系数为

本系统为Ⅰ型系统，有

，其中

为静态速度误差系数，故当

时，有

5． 设控制系统的结构图如图所示。若要求系统的前向通道传递函数为掌р心博阅电Ю子书

试确定

，

以及

。

图 【答案】由图可得，系统的前向通道传递函数为

又 即 则 故 6 ． 已知线性定常系统在零初始条件下的单位阶跃响应为 ,并简述理由。掌з心博┐阅电子书 【答案】由题意，该系统的传递函数为 其中 为阶跃输入时的动态响应， 9 9

，求系统的脉冲响应

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上面的计算量较大，实际上，由

，当输入单位阶跃响应时，

， ，

， 当输入为单位脉冲时， 比较 和 ，由拉普拉斯变换的性质有， ，从而很容易得到

7． 一单位负反馈控制系统开环传递函数为

试用奈奎斯特曲线图确定使系统稳定的增益 K 值范围。 【答案】开环频率特性为

令虚部为零，则有

求出

的最小值为

，代入到

，有

令-0.378K=-1,解出 K=2.65。于是，系统稳定的范围为 0＜K＜2.65。 8． 设单位反馈系统的开环传递函数 【答案】由题意，令 得到

，试确定闭环系统稳定时，延迟时间 的范围。

，等号成立时，

；

当 由 时，随频率的增大，系统的幅值逐渐减小，到达 时幅值达到最小值 1.25,再随 增大而 逐渐增大，系统的相频特性为 ，随 增大系统的相角不断减小，要保持系统 的闭环稳定性，当 时，临界稳定时 ，由

1.25，及 时幅值递减特性，得到系统的奈奎斯特图第一次与负实轴相交时的必有 ， 系统开环传递函数的不稳定极点数为零，故要保证系统闭环稳定，必有正负穿越次数之和为零，由 ， 得 到 得到 9． 已知系统的动态方程为掌о心博阅电О子书 故 舍 去 ， 将 。 代 入

，于是闭环系统稳定时

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考研专业课模拟试题 2027 年中国航天科工集团第三研究院 085504 航天工程《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） 一、填空题 1．在三频段理论中， 低频段决定系统__， 中频段决定系统__， 高频段决定系统__。 【答案】稳态性能、动态性能、抗干扰性能 二、选择题 2． 系统开环传递函数为 ，则系统都在高频段 渐近线为__。

A. B. C. D.以上均不是 【答案】D 【解析】传递函数分母与分子的阶数相差为 3，故选择 D。

设系统的开环传递函数为

，式中 表示系统的型次。

三、分析计算题 3． 某三阶系统的结构如图所示，已知该系统无闭环零点，而且在 值，试求：

的作用下，系统的稳态误差为常

(1)若该系统有两个开环极点为 (2)确定当上述系统有一个的闭环极点 下的稳态误差 和超调量 。 【答案】(1)由系统在 的作用下，系统的稳态误差为常值，可以知道系统为 I 型系统，又该系 统有两个开环极点为 ，设其开环传递函数为 ，系统的开环极点数

图 ，试作出系统的根轨迹图； 时，系统其他的闭环极点，并求系统在单位阶跃输入作用

，

，开环零点数为 m=0,系统根轨迹渐近线与实轴的交点为-2,倾角为 在实轴上的分布为 计算根轨迹的分离点，由 ，可以解得

， ，根轨迹

不在实轴根轨迹的范围

内故舍去，由点在根轨迹上的条件代入可以得到此时 。 计算根轨迹与虚轴的交点，由题意，系统的特征方程为 令 代入可以得到

可以得到：

，综合上面的计算可以画出系统的根轨迹如下图所示。

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考研专业课模拟试题 图 【答案】(1)对 R(s)有两条前向通路： 有 3 条回路： 两两不接触回路： 因此

对 N(s)，有 3 条前向通路： 9 回路情况同上。 因此

(2)列劳斯表:

由于在 行出现全 0,故用 行构造方程， ，求导，得 数值有两次变号，根据劳斯判据，系统不稳定，且在右半平面有两个根。 由 ，得 。 又由 ，得 12．已知系统状态方程为掌ㅠ心博阅┢┾电子书

。劳斯表第一列

.。

y=Cx 其中 (1)将 A 对角线化，求出新的系统状态方程。 (2)利用(1)的结果计算原系统状态转移矩阵。 【答案】(1)将 A 对角化，并求出新的状态方程 由 ，得系统特征方程为 ，特征根为 。

因为 A 是友矩阵，且特征根为单根。所以将 A 化为对角阵的变换阵 P 为范德蒙矩阵，即

于是

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