【冲刺】2027 年中国航空研究院(613 所)081105 导航、制导与控制《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 年中国航空研究院(613 所)081105 导航、制导与控制《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》(第二版)，科学出版社，胡寿松主编 《自动控制原理》(第二版)，西北工业大学出版社，卢京潮主编 适用院系： （000）不分院系所

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考研专业课模拟试题 目录 2027 年中国航空研究院(613 所)081105 导航、制导与控制《801 自动控制原理》考研冲刺模拟五套题及 参考答案（一） ...............................................................................................................................................4 2027 年中国航空研究院(613 所)081105 导航、制导与控制《801 自动控制原理》考研冲刺模拟五套题及 参考答案（二） .............................................................................................................................................14 2027 年中国航空研究院(613 所)081105 导航、制导与控制《801 自动控制原理》考研冲刺模拟五套题及 参考答案（三） .............................................................................................................................................22 2027 年中国航空研究院(613 所)081105 导航、制导与控制《801 自动控制原理》考研冲刺模拟五套题及 参考答案（四） .............................................................................................................................................32 2027 年中国航空研究院(613 所)081105 导航、制导与控制《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 年中国航空研究院(613 所)081105 导航、制导与控制《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． 在反馈控制系统中，设置__或__可以消除或减小稳态误差。 【答案】开环增益、题型系统型次。 二、选择题 2． 系统的传递函数__。掌и心博阅电с子书 A.与输入信号有关，与系统结构和参数有关 B.与输入信号无关，与系统结构和参数有关 C.与输入信号有关，与系统结构和参数无关 D.与系统结构无关，与系统参数有关 【答案】B 三、分析计算题 3． 如下图所示，试确定 K，a 何值时系统将以

角频率持续振荡。

图 【答案】 劳斯表:

(1) (2) 若系统以 角频率持续振荡，则存在根 。代入式(2)得: ，再代入式(1)得

4． 控制系统框图如图所示，试求掌ㅑ心博阅电╞子书 (1)当 ， 时，系统的阻尼系数 、无阻尼自然振荡频率 以及系统对单位斜坡输入的稳态 误差 ； (2)当 ， 时重复(1)的要求； (3)要使系统的阻尼系数 ，单位斜坡输入信号作用下系统的稳态误差 ，试确定 和 的数值，并计算在此参数情况下，系统单位阶跃响应的超调量、上升时间和调整时间。

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考研专业课模拟试题

图 【答案】(1)由题意可得该系统的闭环传递函数为

所以有

，

，从而可得

，

。 。

由于系统的开环增益

，为Ⅰ型系统，因此在斜坡输入作用下的稳态误差为

(2)由题意可得该系统的闭环传递函数为

所以有 由于系统的开环增益

，从而可得

。 。

，为Ⅰ型系统，因此在斜坡输入作用下的稳态误差为

(3)由题意可得该系统的闭环传递函数为

由于已知 。 系 统 单 位 阶 跃 响 应 的 超 调 量 为 ；调整时间为

，所以可求得

。从而可得

； 上 升 时 间 为 。

5． 设具有反馈校正的系统结构图如图 1 所示，待校正对象的开环传递函数 ，

，其中

0.025 。 局 部 反 馈 校 正 装 置 的 传 递 函 数 ，并计算已校正

。试绘制校正前后系统的对数幅频渐近特性，写出等效开环传递函数 系统的相角裕度 。

图1 【答案】待校正系统的传递函数为青岛掌ч心博阅┖电子书

绘制待校正系统的开环幅频渐近曲线如图 2 中 校正后内系统的等效开环传递函数为

所示。

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绘制校正后系统的开环幅频渐近曲线如图 2 中

所示。

图2 令 ，即青岛掌ш心博╬阅电子书

解得 校正后系统的相角裕度

MATLAB 检验:作校正后系统的开环 Bode 图，如图 3 所示，测得 MATLAB 文本:exe611.m

青岛掌щ心博☄阅电子书

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考研专业课模拟试题 若系统稳定，必须满足 2.736－0.632k＞0，k＞0，即 0＜k＜4.329 四、简答题 13．(1)若单位负反馈系统的开环传递函数为 ，请问该系统的闭环根轨迹图中可能

存在复数分离点吗？请说明理由。 (2)某负反馈最小相位系统的开环增益为 5,其幅值裕度为 20dB，则保证闭环系统稳定的最大开环增益 为多少？ (3)频率响应法设计校正环节时，若校正前系统相角裕度 用串联超前校正还是采用串联滞后校正比较合适？请说明理由。 (4)已知系统的状态方程为 ，初始状态 ，试求该状态方程的解 x(t)。 ，校正后的相角裕度 ,则采

(5)线性定常系统经过状态空间的线性变换后特征值改变吗？试证明之。 【答案】(1)分离点为根轨迹上的点，根轨迹关于实轴对称，若存在复数分离点，一定为共轭复数， 系统一定为四阶以上，该系统为三阶系统,所以不存在分离点。 (2)最大开环增益为 50。 (3)因为相角裕度需要提高 ，超前校正无法提供大的相角，选择串联滞后校正比较合适。 (4) 。

(5)特征值不变。设原系统动态方程为

令

，新系统动态方程为

则

，得证。

14．增大控制器的比例控制系数对闭环系统输出有何影响？为什么加入滞后校正环节可以提高稳态精度、 而又基本上不影响系统暂态性能？ 【答案】增大控制器的比例控制系数使系统的带宽增加，系统反应变快，超调量增加，稳态精度提高， 但抗高频干扰能力降低。滞后校正具有高频衰减特性，如果在滞后校正环节前面串联一增益，可以使滞后 环节对中高频没有影响，而使系统的低频段提高，系统的稳态精度变好，系统的动态性能是由系统的中频 段决定的，中频段不变，即对其暂态性能没有影响。

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考研专业课模拟试题 故 时，系统的稳态误差为

8． 已知采样系统的结构图如下图,试分析采样系统的稳定性，并求出 r(t)=1(t)时的稳态输出 C(2T),其中 T=1。 [提示： ]

以及

图 【答案】(1) 特征方程 故而系统稳定。 (2) 利用长除法并进行逆变换，得 C(2T)=1.282 。因为系统是Ⅰ型系统，对阶跃输入无稳态误差，故 。 9． 某采样系统结构图如下图所示，采样周期了 T=1s。 ，即 ，极点 ， ，

图 (1)绘制当 变化时系统 z 域中的根轨迹； (2)确定系统稳定的 K 值范围； (3)定性分析 变化过程中，系统动态性能的变化趋势。 【答案】(1) 特征方程为 系统的开环极点数为 渐近线与实轴的交点为 计算根轨迹的分离点，由 ，开环零点数为 m=1， ，故其根轨迹有一条无穷渐近线， ，倾角为 ，实轴上的根轨迹分布为 ； 可以得到： ，此时 ，计算根轨 ，即得到

迹与虚轴的交点，令 ，代入系统的特征方程可以得到： 2.16，系统根轨迹如图 1 所示。

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