【冲刺】2027 年中国兵器科学研究院(西北机电工 程研究所)082603 火炮、自动武器与弹药工程 《804 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(西北机电工程研究所)082603 火炮、自动武器与弹药工程《804 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： 胡寿松《自动控制原理》第 5 版，2007 年 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(西北机电工程研究所)082603 火炮、自动武器与弹药工程《804 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(西北机电工程研究所)082603 火炮、自动武器与弹药工程《804 自动控制原 理》考研冲刺模拟五套题及参考答案（二） ................................................................................................16 2027 年中国兵器科学研究院(西北机电工程研究所)082603 火炮、自动武器与弹药工程《804 自动控制原 理》考研冲刺模拟五套题及参考答案（三） ................................................................................................24 2027 年中国兵器科学研究院(西北机电工程研究所)082603 火炮、自动武器与弹药工程《804 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(西北机电工程研究所)082603 火炮、自动武器与弹药工程《804 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 年中国兵器科学研究院(西北机电工程研究所)082603 火炮、自动武器与弹药工程《804 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． 串联超前校正使系统的幅值穿越频率 __。 【答案】大、大、快 变 __ ， 带 宽 变 __ ， 响 应 速 度 变

二、选择题 2． 闭环控制系统能有效地控制__中的扰动的影响。 A.给定通道 B.前向通道 C.反馈通道 D.测量通道 【答案】B 【解析】通过前馈补偿，闭环控制系统能够有效消除前向通道中的扰动，故选 B。 三、分析计算题 3． 一控制系统如图 1 所示。掌и心博▤阅电子书 (1)当 时，绘出 K 由 根轨迹绘在本页下方的坐标纸上) (2)当 变化时的闭环系统的根轨迹(要求标清根轨迹的各特征数据，

(串联超前校正)时，要求闭环的一对复数极点为

，用

图1 根轨迹法求出 K 和 的值。 【答案】内反馈回路的闭环传递函数为

(1)取

，则开环传递函数为

①开环极点为 。 ②实轴上的根轨迹为 。 ③两重极点的起始角为 。 ④根轨迹与虚轴的交点可用劳斯判据确定，特征方程为 劳斯表为

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考研专业课模拟试题

与虚轴的交点是 14×44-40(1+K)=0

图2 解出 K=14.4,即当 K=14.4 时，根轨迹与虚轴相交，K＜14.4 系统是稳定的。其根轨迹如图 2 所示。 (2) 开环传递函数为

在直角坐标纸上，标出闭环极点

及开环极点-10,-8,-2。根据图 3 中的几何关系可计算出 ： 。由此可得出：

这样

，即满足

为根轨迹上点的相角条件，由此得出

， =

图3 满足幅值条件，有

解出 K=1.378。 4． 设系统状态方程为

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考研专业课模拟试题 试用李雅普诺夫第二法证明：当 【答案】因系统矩阵 ＞0， ＞0 时，系统的原点是大范围一致渐近稳定的。

当

＞0，

＞0 时，A 为常值非奇异阵，原点

=0 为唯一平衡状态。

=0 大范围一致渐近稳定的充分必要条件是：对于给定的正定实对称矩阵 Q，存在唯一的正定实对 称矩阵 P，使

其中，李雅普诺夫函数 令 Q=I，并设 ,因

。

于是有

解得

因为当

时

故矩阵

，系统在原点大范围一致渐近稳定。

5． 已知系统动态方程 (1)判断系统的能控性和能观性； (2)设计状态控制反馈控制律 (3)令 ，画出闭环系统特征方程 调最短时间的 的值。

，输出方程为

。掌ю心博阅电子书

(如下图所示)，将系统的闭环极点配置在 ； 从 0 变化到 时的根轨迹，并求出使闭环系统响应具有超

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考研专业课模拟试题 11．求下图所示信号流图的传递函数 。

图 【答案】单回路 两两不接触回路 特征式为 ： ：

R(s)到 C(s)的前向通道

与余因子式

：

12．某系统的微分方程： (1)当 a 取何值时，系统是不能控或者不能观的？ (2)试设定 a 值，并建立系统的状态空间表达式，使系统是不能控的； (3)假设 a=6,试建立系统的状态空间表达式，使系统矩阵为对角形。 【答案】写成状态空间表达式，如 其中：

(1)当 a 取何值时，系统是不能控或者不能观的？青岛掌㈁心博阅ス电子书 由上示出的系统 S 看出,其中的 A、b 表示为二阶能控标准形，意味着系统能控。现建立该系统的能观 确定 a 值。由系统 S 的

阵

当设定 时，可得： ，即得当 a=0 或 a=10 时,该系统不完全 能观。 (2)试设定 a 值，并建立系统的状态空间表达式，使系统是不能控的； 取上述 S 的对偶系统，有 ： ，建立其能控阵 ，由 确定 a 值。由对偶系统 的

，可得 a=0 或 a=10 时，该系统不完全能控。

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考研专业课模拟试题 (6)根轨迹的出射角，按相应公式计算为

(7)确定根轨迹与虚轴的交点;闭环特征方程为 列劳斯表

时，劳斯表中出现全零行，辅助方程为 解得根轨迹与虚轴交点 各项必须大于零，因此 对应临界稳定状态。若使系统稳定，劳斯表第一列 或开环增益 7． 已知系统开环传递函数 标。 【答案】当 ( )

，试用 MATLAB 方法求出

时系统的时域指

时，可得系统的闭环特征方程为

可解得系统的闭环极点为青岛掌ㅜ心博阅⋛电子书

该系统为典型的比例-微分控制系统，故存在一个闭环零点 通过 MATLAB 也可求出闭环零、极点的分布。 MATLAB 程序：exe441.m

由图 1 可以看出系统的闭环极点： 由图 2 可以看出系统单位阶跃响应的调节时间：

。 。青岛掌ㅠ心博阅电子书

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考研专业课模拟试题 图 【答案】控制系统框图如图所示。

图 其工作原理：设定温度 与温度传感器反馈回的温度 进行比较，偏差 经放大器放大后传送给 继电器。若偏差信号放大后能够使继电器闭合，则压缩机启动，驱动冷凝器进行制冷，温度传感器接受到 的温度降低，使 减小， 减小，直到压缩机停止工作，从而保证实际温度总在设定温度的范围内。 若出现压缩机频繁启动，说明实际温度与设定温度的很小偏差都会使继电器闭合。可以采取两个改进 措施：一是减小放大器的增益，二是增加继电器的闭环门限值。

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