【冲刺】2027 年中国兵器科学研究院(北方自动控 制技术研究所)081103 系统工程《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 年中国兵器科学研究院(北方自动控制技术研究所)081103 系统工程《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》第 2 版（上、下册）清华大学出版社吴麒、王诗宓 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 年中国兵器科学研究院(北方自动控制技术研究所)081103 系统工程《801 自动控制原理》考研冲刺 模拟五套题及参考答案（一） ........................................................................................................................4 2027 年中国兵器科学研究院(北方自动控制技术研究所)081103 系统工程《801 自动控制原理》考研冲刺 模拟五套题及参考答案（二） ......................................................................................................................14 2027 年中国兵器科学研究院(北方自动控制技术研究所)081103 系统工程《801 自动控制原理》考研冲刺 模拟五套题及参考答案（三） ......................................................................................................................22 2027 年中国兵器科学研究院(北方自动控制技术研究所)081103 系统工程《801 自动控制原理》考研冲刺 模拟五套题及参考答案（四） ......................................................................................................................32 2027 年中国兵器科学研究院(北方自动控制技术研究所)081103 系统工程《801 自动控制原理》考研冲刺 模拟五套题及参考答案（五） ......................................................................................................................41

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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 年中国兵器科学研究院(北方自动控制技术研究所)081103 系统工程《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． 传递函数的定义__。 【答案】传递函数为在零初始条件下系统输出的拉普拉斯变换与输入的拉普拉斯变换之比。 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． 原非线性系统如图(a)所示，要求将其结构图等效变换后如图(b)所示,试求传递函数 G(s)。若图(b) 结构中传递函数 振荡时 ， ,试确定系统产生自激振荡的条件 ； 若产生自激

，试确定 a,b 的值。青岛掌ㅗ心博く阅电子书

图(a)

图(b) 【答案】非线性通道不动，其他线性部分进行等效变换， 并联，最后再与 串联，因此，等效线性部分的传递函数为

反馈连接，与

串联后与 1 形成

由题意，描述函数的负倒特性为

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因此，

曲线就是负实轴的线段。青岛掌ㅛ心博阅电子书

线性部分的极坐标图：

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 4． 如下图所示为速度控制系统的原理图。试建立以 递函数。 为输入、 为输出的微分方程式，并求其传

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考研专业课模拟试题 图 【答案】各部分微分方程如下：掌л心博阅电子书 运算放大器Ⅰ: 运算放大器Ⅱ: 功率放大器： 直流电动机： 算到电机轴上的等效值。 齿轮系： 测速发电机： 消去中间变量可得系统微分方程 其中 是测速发电机比例系数。 其中 其中 其中 其中 。 。 为功率放大器的比例系数。 为考虑齿轮系和负载后，折

其中 分别为相应系数。 对上述各环节微分方程两边取拉普拉斯变换，得到系统的复域形式方程如下：

系统的结构图如下图所示。

图 所以系统的传递函数为

5 ． 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，

，求系统的脉冲响应

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考研专业课模拟试题 【答案】由题意，系统的开环传递函数为

又 输出值为零。

，代入得到

,于是闭环脉冲传递函数为

，即采样时刻上，系统的

四、简答题 13．试说明串联超前校正的应用场合及所能达到的校正效果。 【答案】超前校正具有相角超前和幅值扩张的特点，即产生正的相角移动和正的幅值斜率。超前校正 正是通过其幅值扩张的作用，达到改善中频段斜率的目的。故采用超前校正可以增大系统的稳定裕度和频 带宽度，提高了系统动态响应的平稳性和快速性。但是，超前校正对提高系统的稳态精度作用不大，且使 抗干扰的能力有所降低。串联超前校正一般用于稳态性能已满足要求，但动态性能较差的系统。 14．下图所示为自动记录仪小功率随动系统的原理图。待记录电压为 系统输入量，记录笔位移 L 为系 统输出量。电位器 、 组成的桥式电路的输出 反映记录笔的位移。试分析系统的工作原理并画出原 理方框图。

图 【答案】由题图知，桥式电路为测量元件， 为偏差信号。偏差信号经放大后驱动伺服电动 机并经减速齿轮带动记录笔和电位器 的滑块移动。当 时，偏差信号 为正，记录笔正向移动(如 向左移动)，同时 滑块移动结果使 增大，两者的偏差 减小 ； 当 时， 为负，记录笔及 滑块 均反向移动(如向右移动)， 减小，同样使两者偏差 的数值减小；当 时， ，记录笔及 滑 块均停止移动。总之，该系统通过负反馈控制使记录笔的位移跟随输入信号变化而变化。系统的方框图如 图所示。

图

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校正后系统的开环传递函数为

(2)校正前系统的剪切频率为 校正后系统的剪切频率为

，相角裕度为 ，此时系统的相位裕度为

(3)用校正后系统的开环传递函数除以校正前系统的开环传递函数得到校正装置的传递函数为

为滞后校正装置，其能够降低剪切频率，从而增大幅角裕度。 11．某非线性系统的相平面 如图所示，其中给出了一条相轨迹 abcdefa，它对应于一个周期运动， 设各点的坐标分别为：a(2,0)、b(1.1，-1.5)、c(-1.5,-1.5)、d(-3,0)、e(-1.5，1.5)，f(1.1，1.5)，fab 和均为圆 心在实轴上的圆弧，试求圆周运动的周期。

图 【答案】 (1) 段：由已知条件知，该段为圆心在实轴上的圆弧，不失一般性，可设其圆心为 为 r，如图 a 所示。 ，半径

图a 在 b 点，

可见，圆弧段的运动时间等于该段圆弧所对应的中心角的大小。 该结论与圆弧的圆心位置及半径大小无关。观察图 a 中三角形关系，可见

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考研专业课模拟试题 倒特性，若包围，非线性系统不稳定；若不包围，非线性系统稳定；若相交，在交点处非线性系统存在自 振荡，然后判断自振荡的稳定性。 (a)线性部分的极坐标图不包围非线性特性描述函数的负倒特性，因此非线性系统是稳定的。 (b)线性部分的极坐标图与非线性特性描述函数的负倒特性有交点，系统有自振荡，且从稳定区穿越 到不稳定区，因此自振荡不稳定。 (c)线性部分的极坐标图与非线性特性描述函数的负倒特性有交点，系统有自振荡，且从不稳定区穿 越到稳定区，因此自振荡稳定。 (d)线性部分的极坐标图与非线性特性描述函数的负倒特性有交点， 系统有自振荡 ： 不稳定的自振荡(离 虚轴近的交点)；稳定的自振荡(离虚轴远的交点)。

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