【冲刺】2027 年中国航空研究院(630 所)085503 航空工程《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(630 所)085503 航空工程《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： 胡寿松主编， 《自动控制原理》(第六版)，北京：科学出版社 刘慧英主编， 《自动控制原理导教·导学·导考》 ，西安：中国航空研究院(630 所)出版社 卢京潮主编， 《自动控制原理》 ，北京：清华大学出版社 适用院系： （000）不区分院系所

版权说明 编写组依法对本书享有专有著作权，由本机构组织编写与报考院校无关，同时我们尊重知识产权， 对本电子书部分内容参考和引用的市面上已出版或发行图书及来自互联网等资料的文字、图片、表格数 据等资料，均要求注明作者和来源。但由于各种原因，如资料引用时未能联系上作者或者无法确认内容 来源等，因而有部分未注明作者或来源，在此对原作者或权利人表示感谢。若使用过程中对本书有任何 异议请直接联系我们，我们会在第一时间与您沟通处理。 因编撰此电子书属于首次，加之作者水平和时间所限，书中错漏之处在所难免，恳切希望广大考生 读者批评指正。

温馨提示 考研资料产品为在线阅读使用，不支持下载，考生可以根据自身学习需要自行到指定打印店打印邮寄 到家。 根据《消费者权益保护法》第二十五条规定，数字产品一经激活和拆封，其具有无形性和可复制性， 不支持退款退货，请先预览内容确认无误后再购买。

第 2 页 共 55 页

考研专业课模拟试题 目录 2027 年中国航空研究院(630 所)085503 航空工程《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(630 所)085503 航空工程《821 自动控制原理》考研冲刺模拟五套题及参考答案 （二） ............................................................................................................................................................16 2027 年中国航空研究院(630 所)085503 航空工程《821 自动控制原理》考研冲刺模拟五套题及参考答案 （三） ............................................................................................................................................................26 2027 年中国航空研究院(630 所)085503 航空工程《821 自动控制原理》考研冲刺模拟五套题及参考答案 （四） ............................................................................................................................................................37 2027 年中国航空研究院(630 所)085503 航空工程《821 自动控制原理》考研冲刺模拟五套题及参考答案 （五） ............................................................................................................................................................46

第 3 页 共 55 页

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(630 所)085503 航空工程《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． 线性系统稳定的充分与必要条件是__。 【答案】所有特征根均位于左半平面。 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． 已知系统的状态方程为

试求系统的传递函数矩阵。 【答案】由约当对角型判据可知： 构成，系统参数矩阵为

不可控；

不可观，因此可控且可观测的子系统由

故系统的传递函数矩阵为

4． 已知单位反馈系统的开环传递函数

掌ㅗ心博阅电子书 )，并计算校正前

试设计一串联超前校正网络，使校正后的系统超调量为原系统的 50%(允许误差 后系统的调节时间 。 第 4 页 共 55 页

考研专业课模拟试题 (提示:高阶系统频域性能指标与时域性能指标的关系为: 谐振峰值 ，超调量 调节时间 ，其中

【答案】由系统的开环传递函数:

得到系统的开环对数幅值渐近曲线如下图(a)所示。

图 由图示，系统的剪切频率为第二段折线与 0dB 相交得到， 角裕度 ，由 得到

得到剪切频率为

，相 ，

，由题意，要使校正后系统的超调量为校正前的一半，即 由 得到 ，校正后系统的相角裕度 ， 由题意， 超前装置产生的超前角为 ，不妨

采用超前校正， 设超前校正装置的传递函数为

，考虑到超前校正装置会增大剪切频率，取 超前环节对系统幅值特性的影响，在其前面串联一比例环节 和比例环节产生的幅值为 ， 由校正前系统的开环对数幅值特性渐近线，当

，则

，为了消除

，在超前环节产生最大超前角处超前环节 时 ，此即为新的剪切频率，为充 ，于是

分利用超前环节的超前特性，选择其产生最大超前角时的频率为此新的剪切频率，于是有 可以得到 ，校正环节为 。

校正后的开环对数幅值渐近曲线如下图(b)所示。

第 5 页 共 55 页

考研专业课模拟试题 图 由校正后的 Bode 图可以看出 相角裕度为: ，从而得到校正后的新的剪切频率为 ，

，显然满足系统性能要求

5． 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。

第 6 页 共 55 页

考研专业课模拟试题

图3 9． 设非线性系统如下图所示。试在 相平面上绘出起始于 的两个交点的坐标值。掌р心博阅电Ю子书 点的相轨迹，并求出相轨迹与开关线

图—非线性系统结构图 【答案】 由图知

故相轨迹方程为

开关线为 对于

。 ，有

积分得 整理有 因起点为

，即

，故相轨迹方程为

这是一个抛物线方程，相轨迹在开关线 称性可知，另一对称交点坐标为 。 对于 ，有

上的交点坐标为

，

，即

。根据相轨迹的对

第 21 页 共 55 页

考研专业课模拟试题

此时 用终值定理来求解系统的稳态误差，有

当

，即

时，由上图可得，系统的闭环传递函数为

此时 用终值定理来求解系统的稳态误差，有

故

时，系统的稳态误差为

四、简答题 13．试叙述主导极点的定义？掌е心博☑阅电子书 【答案】闭环主导极点是在系统动态响应中起主要作用的极点，如果某极点(或某对极点)到虚轴的距 离不大于其他极点到虚轴距离的 1/5，而且其附近没有闭环零点，则该极点在系统的动态响应中起主导作 用，称为闭环主导极点。 14．已知线性二阶系统的微分方程为 【答案】由 由 ，特征方程为 ， ，于是奇点为 (0,0) ，令 ，使用等倾线法得到系统的相轨迹如下图所示: ，画出系统相轨迹的大致图形。 ，奇点为稳定焦点，相轨迹为螺旋线， ，得等倾线方程为

，代入可以得到 ，由

图

第 36 页 共 55 页

考研专业课模拟试题

求得分离点的坐标为 。 ③根轨迹与虚轴的交点：由系统的开环传递函数可知系统的闭环特征方程

令 即

，将其代入上式可得

可解得 且有 根据以上几点，可以画出概略根轨迹如图 1 所示。 (2)确定系统稳定的 K 值范围。 由根轨迹与虚轴的交点可知：当 时系统稳定，又 故当 时，系统稳定。

图1 (3)系统在单位阶跃输入作用下稳态误差的最小绝对值。 根据系统的开环传递函数可知，该系统为 0 型系统。 在单位阶跃输入下， ，此时

概略根轨迹图

则 故系统在单位阶跃输入作用下稳态误差可能达到的最小绝对值 仿真曲线如图 2 所示。 MATLAB 程序：exe449.m 为 2。

第 51 页 共 55 页

试读已结束 激活后可查看剩余未读页数！