【冲刺】2027 年中国航空研究院(北京航空精密机 械研究所)080400 仪器科学与技术《807 机械工程 专业综合：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(北京航空精密机械研究所)080400 仪器科学与技术《807 机械工程专业 综合：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： （000）不区分院系所

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考研专业课模拟试题 目录 2027 年中国航空研究院(北京航空精密机械研究所)080400 仪器科学与技术《807 机械工程专业综合：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(北京航空精密机械研究所)080400 仪器科学与技术《807 机械工程专业综合：自 动控制原理》考研冲刺模拟五套题及参考答案（二） .................................................................................13 2027 年中国航空研究院(北京航空精密机械研究所)080400 仪器科学与技术《807 机械工程专业综合：自 动控制原理》考研冲刺模拟五套题及参考答案（三） .................................................................................21 2027 年中国航空研究院(北京航空精密机械研究所)080400 仪器科学与技术《807 机械工程专业综合：自 动控制原理》考研冲刺模拟五套题及参考答案（四） .................................................................................30 2027 年中国航空研究院(北京航空精密机械研究所)080400 仪器科学与技术《807 机械工程专业综合：自 动控制原理》考研冲刺模拟五套题及参考答案（五） .................................................................................40

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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(北京航空精密机械研究所)080400 仪器科学与技术《807 机械工程专业综合：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． s 右半平面对应于 z 平面__，s 左半平面对应于 z 平面上的__，s 平面的虚轴对应于 z 平面上__。 【答案】单位圆外、单位圆内、单位圆掌к心博阅Р电子书 二、选择题 2． 某控制系统的开环传递函数为 K=__。 A.0.5 B.2.5 C.5.0 D.10 【答案】B 【解析】由题意 ，答案为 B。 ，那么该系统的开环增益

三、分析计算题 3． 由运算放大器组成的控制系统模拟电路如图所示，求闭环传递函数 。

【答案】设第一个运算放大器的输出电压为

图 ，第二个运算放大器的输出电压为 ，得到

，则可以得到：

,又因为

，得到 整理得

，代入得到

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考研专业课模拟试题 4． 设系统如图所示。

图 (1)已知 (2)当 的单位阶跃响应为 ，且 ，试求 时，试求：

①系统的稳态输出 ； ②系统的峰值时间 ，超调量 【答案】(1)由题意

及稳态误差

。

(2)当

时，系统的闭环传递函数为

①

②此时

系统的误差传递函数为

数

或者用静态误差系数法求 ： 从开环传递函数知系统是 0 型系统，开环增益为 。这时稳态误差为

。静态位置误差系

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考研专业课模拟试题 5． 设有一倒摆装在只能沿 x 方向移动的小车上，如图 1 所示。图中，M 为小车质量，m 为摆的质量， 为摆长，J 为摆的转动惯量。当小车收到外力 作用时，如果摆的角位移 较小，试推导描述 的 运动方程。

图1 【答案】当小车在外力 作用下产生位移 x(t)时，摆球的受力情况如图 2 所示。图中，mg 为重 力， 为 x 方向的惯性力， 为垂直于摆杆方向的重力分力。青岛掌ю心博阅۞电子书 显然，在 x 方向上，小车的惯性力为 ，摆球产生的位移量为 ；在垂直于摆杆的 方向上，摆球的转动惯性为 ， 的分力为 。

图2 根据力的平衡原则，在 x 方向及垂直于摆杆的方向上，可以分别列出如下运动方程：

联立求解得

这是非线性运动微分方程，当 略去

较小时，取青岛掌я心博阅®电子书

高次项，得如下线性运动微分方程：

或写为 )

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考研专业课模拟试题 2027 年中国航空研究院(北京航空精密机械研究所)080400 仪器科学与技术《807 机械工程专业综合：自 动控制原理》考研冲刺模拟五套题及参考答案（三） 一、填空题 1． 已知两个非线性系统的非线性环节相同，但其线性部分的传递函数分别为

其中 k＞0,用描述函数法分析时，系统__分析的准确度高，理由是__。青岛掌ё心 博阅电子书 【答案】 二、选择题 2． 某系统的开环传递函数 A.Ⅰ型三阶系统 B.Ⅲ型三阶系统掌ч心博п阅电子书 C.Ⅲ型两阶系统 D.Ⅰ型两阶系统 【答案】A 【解析】由于积分环节个数为 1，故选 A。 三、分析计算题 3． 某系统动态结构图及单位阶跃响应曲线分别如下图所示。若误差定义如下图，已知其单位阶跃输入下 的误差响应为： 。试确定参数 k、p、a、b 的值。 ，该系统是__。 、因为具有更好的低通滤波特性。

图 【答案】由题意，系统的误差传递函数为

由系统单位阶跃输入时的误差得到

对照可以得到 p=1，b=

+,a=1,系统的闭环传递函数为

单位阶跃输入时系统输出的稳态值为： 以 。

，由题图所示

，所

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考研专业课模拟试题 10．求下图所示信号流图的传递函数 、 。掌ж心博阅┰电子书

图 【答案】单回路 两两不接触回路 特征式为 ： ：

到

的前向通道

与余因子式

：

R2(s)到

的前向通道

与余因子式

：

11．已知系统的结构图如图所示。 (1)求输入 R(s)和扰动 N(s)同时作用下的系统输出 C(s)； (2)若使系统输出完全不受扰动的影响，求

应满足的关系。

图 【答案】(1)由图知，系统有四个回路，回路增益分别为： 。 回路 和 互不接触，增益乘积为： 0

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考研专业课模拟试题 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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