【冲刺】2027 年中国航空研究院(618 所)081105 导航、制导与控制《821 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 年中国航空研究院(618 所)081105 导航、制导与控制《821 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》 适用院系： （618）航空六一八所

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考研专业课模拟试题 目录 2027 年中国航空研究院(618 所)081105 导航、制导与控制《821 自动控制原理》考研冲刺模拟五套题及 参考答案（一） ...............................................................................................................................................4 2027 年中国航空研究院(618 所)081105 导航、制导与控制《821 自动控制原理》考研冲刺模拟五套题及 参考答案（二） .............................................................................................................................................14 2027 年中国航空研究院(618 所)081105 导航、制导与控制《821 自动控制原理》考研冲刺模拟五套题及 参考答案（三） .............................................................................................................................................22 2027 年中国航空研究院(618 所)081105 导航、制导与控制《821 自动控制原理》考研冲刺模拟五套题及 参考答案（四） .............................................................................................................................................33 2027 年中国航空研究院(618 所)081105 导航、制导与控制《821 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 年中国航空研究院(618 所)081105 导航、制导与控制《821 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． 什么称作Ⅰ型系统？__。掌ㅑ心博阅电╞子书 【答案】开环传函中含有一个积分环节的系统 二、选择题 2． 观察开环系统频率特性的__可以判断系统的型别。 A.高频段 B.中频段 C.低频段 D.无法判断 【答案】C 三、分析计算题 3． 已知系统的开环传递函数为 ，要求用状态反馈将闭环极点配置到 ，试

计算状态反馈增益矩阵 K，并说明所得闭环系统是否可控和可观。 【答案】不加反馈时，传递函数为 ，可写出按可控标准型实现的状态空间表达式为

引入状态反馈

，其中

，状态反馈系统的系统矩阵

因为 A-BK 为友矩阵，故可直接写出 (1) 希望特征多项式 (2) 比较式(1)、式(2)系数得：

即状态反馈矩阵 由于状态反馈不改变系统的可控性，(事实上反馈后系统仍为可控标准型)，故闭环系统仍是可控的。 因为状态反馈保持原系统的零点不变，而其中一个希望极点 s=-1 又与零点相同，闭环系统将会出现 零、极对消，故不可观测。

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考研专业课模拟试题 4． 设采样系统的框图如下图所示。 (1)求闭环脉冲传递函数 ；

(2)确定系统稳定的 K 值范围； (3)简要说明采样系统与连续系统的性能差别。

图 【答案】(1)系统的开环脉冲传递函数为

系统的闭环脉冲传递函数为

(2)系统的特征方程为 则 整理可以得到 环系统稳定时

，设

易判断后一种可能性不存在，得到

。

(3)离散系统只是在采样点具有连续系统所具有的信息，其离散信号的频谱中，除含有与连续信号的 频谱对应的主要分量外，还有无穷多个附加的辅助分量，这些辅助分量相当于干扰，在系统中直接影响其 动态性能，导致产生额外的反应误差。因此，需要在这些辅助分量到达系统输出端之前将其全部滤掉。 5． 如图所示，已知 和 两方框相对应的微分方程分别是

且初始条件均为零，试求传递函数

及

。

图 【答案】对题设所给的微分方程两边同时进行拉普拉斯变换，由于初始条件均为零，所以有

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考研专业课模拟试题 由上式可得

由系统的方框图可得

将

和

代入得

又 则

所以传递函数

和

分别为

6． 已知控制系统状态方程

①设计一个具有特征值为-3,-4,-5 的全维状态观测器； ②画出系统结构图。 【答案】① ②设反馈阵 ，系统可观测 ，特征方程多项式

③期望特征方程多项式：

令

，得

，即

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，所以系统状态不可控。 系统 2:可直接判别，每个不同特征值 对应 C 阵的第一列为非全零列，所以系统状态是可观测的。 14．如图所示，要求： (1)指出系统的输出量、给定输入量、扰动输入量、被控对象以及自动控制器的各部分组成，并画出 原理方框图。 (2)说明该系统的基本工作原理。

图 【答案】(1)被控对象：电炉； 输出量：炉温； 给定信号：给定电压信号； 扰动量：外界环境温度。 自动控制系统部分包括：电位计、放大器、电机、减速器以及自耦调压器、热电偶。系统原理方框图 如图所示：

图 (2)工作原理：当电炉温度低于设定值时，热电偶输出电压 减小，偏差信号 ，经电压放大、 功率放大后驱动电机正向转动，经减速器调整自耦变压器的动点位置，提高加热器的供电电压，使炉温升 高。当炉温达到设定值时， ， ，电机停止转动，维持炉温为设定值。反之亦然。

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考研专业课模拟试题 ③与坐标轴的交点

令

，得

，故交点处的 与

(rad/s)，代入

的实部，得

极坐标图如图 a 所示。由图可知， 稳定的自激振荡点。

有交点，且从不稳定区到稳定区，因此是

(2)要消除自振荡，即 与 ①可调整非线性特性的参数 k ②可调整线性部分的开环放大系数 K

图a 无交点。

k＝1.1 7． 设线性系统的状态转移矩阵为 和 试分析： (1)两式中哪一个可能成为系统的状态转移矩阵？为什么？ (2)根据选定的状态转移矩阵，确定系统矩阵 A。 【答案】(1)由已知条件得 为单位矩阵，而 根据状态转移矩阵性质： 据此可知， 可能为系统的状态转移矩阵。 (2)根据状态转移矩阵性质可得 不是单位矩阵。

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图 (2)闭环传递函数

当 时，由特征方程 代入闭环传递函数，有

可得

。

分母可用长除法分解，可得

四、简答题 13．水箱液位控制系统结构如图所示，运行中无论用水量如何变化(由开关操纵)，希望水面高度(液位)c 保 持不变。试分析该系统的工作原理并画出系统的原理方框图。

图 【答案】在该液位控制系统中，水箱的进水量来自电动机控制开度的进水阀门，出水量由用户阀门确 定。该系统能在用户用水量随意变化的情况下，保持水箱水位在希望的髙度上不变。 工作原理：当电位器电刷位于中点位置(对应 )时，放大器输入端电压为零，电动机不动，控制阀门 有一定的开度，使水箱中流入水量与流出水量相等，从而液位保持在希望的高度 上。当水箱水位低于设 定值 时，浮子下移，通过杠杆使电位器电刷从中点向上移动，从而改变放大器输入端电压，通过放大器 驱动电机旋转，并且通过减速机加大进水阀门的开度，增加进水量，使水箱水位提高。反之亦然。最终调 节液位在一个相对稳定的高度。 控制任务：保持水位 c 在设定值； 被控制量：实际水位 c 扰动量：出水量； 被控对象：水箱；

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