【冲刺】2027 年中国原子能科学研究院 082701 核 能科学与工程《823 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 年中国原子能科学研究院 082701 核能科学与工程《823 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》(第五版)，胡寿松，科学出版社 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 年中国原子能科学研究院 082701 核能科学与工程《823 自动控制原理》考研冲刺模拟五套题及参考 答案（一） ......................................................................................................................................................4 2027 年中国原子能科学研究院 082701 核能科学与工程《823 自动控制原理》考研冲刺模拟五套题及参考 答案（二） ....................................................................................................................................................14 2027 年中国原子能科学研究院 082701 核能科学与工程《823 自动控制原理》考研冲刺模拟五套题及参考 答案（三） ....................................................................................................................................................24 2027 年中国原子能科学研究院 082701 核能科学与工程《823 自动控制原理》考研冲刺模拟五套题及参考 答案（四） ....................................................................................................................................................34 2027 年中国原子能科学研究院 082701 核能科学与工程《823 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 年中国原子能科学研究院 082701 核能科学与工程《823 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． 对于高阶系统，如果能找到一对(或一个)__，则高阶系统可近似用二阶(或一阶)系统进行分 析。 【答案】闭环主导极点 二、选择题 2． 某系统的结构如图所示，当输入信号 r(t)=2sint 时,__。 A.系统的闭环频率特性 B.系统的闭环频率特性 C.系统的稳态输出 D.系统的稳态输出 E.系统的稳态输出 【答案】C 【 解 析 】 ， 当 时 ， 代 入 可 以 得 到

，由频率特性

，故选择 C。

得到

，于是

。

三、分析计算题 3． 已知某最小相位系统的结构图如图 1 所示。其中， ，前向通路 G(s)的对数幅频特性曲线如图 2 所示。 (1)求 G(s)的表达式。 (2)用奈奎斯特稳定判据分析使闭环系统稳定的 的取值范围。 (3)若 时，求系统相角裕度 。

图1

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图2 【答案】 (1) 由对数幅频曲线得传递函数 ，由 ，得

K=25,所以

。

(2)由

，得

，由奈奎斯特曲线形状可知，稳定

时 (3) 由

，得

。 ， 故

得 开 环 增 益 K=25 × 0.2=5, 可 取 。

4． 已知某系统结构图如下图所示，试根据频率特性物理意义，求当信号输人为 时，系统的稳态输出 和稳态误差 。

图 【答案】闭环传递函数 ；频率特性 ；

误差传递函数

；误差频率特性

; ?

当

时，

当

时，

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因此在输入作用下，

5． 一单位负反馈最小相位系统的开环对数幅频特性如图 1 所示，其中虚线是未加校正的，实线是加串联 校正的(图中小圆圈为折线的折点)。

图1 (1)求串联校正装置的传递函数 ； (2)求串联校正后，使闭环系统稳定的开环放大倍数 K 的取值范围。 【答案】未校正开环系统的传递函数

低频段是一条值为 20dB 的直线，故 已校正系统的开环传递函数为

。

由图可知，当

时，幅值为 50dB(其值为 316)。故 K=31.6。

已校正开环系统的相频特性为

采用试探法计算出，当

时，

。

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考研专业课模拟试题 (2)T=1 时，讨论 K 的稳定范围。 (系统的开环传递函数为 C(s)= 【答案】开环系统的频率特性为 ，要求用奈氏判据分析系统的稳定性(针对 值取值范围))。

系统处于稳定的边界，是奈奎斯特曲线通过实轴(-l，j0)点，即青岛掌л心博阅电子书

令

，得到

。由

表达式可以看出，当

，当

时，

。

这表明：随着 增大，奈奎斯特曲线由第 2 象限进入第 3 象限穿越横轴，幅相曲线如下图所示。把 代入到 1 的表达式中去，可以得到

若 K=10,得到 T=0.1 这是临界的稳定 T 值。青岛掌р心博☊☤阅电子书 若 T=1,则由上式得到 K=1，即 T=1，K=1 是稳定的边界。下面要讨论 K 值的稳定取值范围。 由 频 率 特 性 可 知 ， 当 时 ， ， 当 。由于开环传递函数有一积分环节，判断稳定性要反时针补 即 时，曲线起始于负实轴，有半次负穿越，只有当 增加，奈奎斯特曲线在实轴上

时 ，

圆的圆弧， 区向

上穿越横轴，整个穿越数是正 穿越, 围。

,系统稳定。因此，K＞1 是系统稳定的 K 取值范

图幅相曲线 11．已知单位反馈系统的开环传递函数 环稳定的参数 的范围。 【答案】系统的开环频率特性为

，其中，

，

。试确定使系统闭

开环幅相特性曲线的起点： 开环幅相特性曲线与实轴的交点：令

;终点: ，解得

。

其概略开环幅相特性曲线如下图所示。青岛掌е心博阅电子书 由奈奎斯特稳定判据 Z=P－2N 可知，若使系统稳定，即 Z=0,则应有 P=2N，而

在 s 右半平面的极

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考研专业课模拟试题 所以 从而系统稳定。 (2) 。 6． 设 ，

(1)试用劳斯判据证明，对所有 (2)试用根轨迹方法证明，对所有 【答案】依题意得，

均稳定。 均稳定。

列劳斯表如下：

对所有的 所以对所有 (2)

，有 均稳定。

即等效开环传递函数为

设

，

，根轨迹图如图 1 所示。

图1 根轨迹与虚轴的交点处 K 为

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故可得飞机纵向回路的频率特性

12．设有两个非线性系统，它们的非线性部分一样。线性部分分别如下： ① ；② 。

试问：当用描述函数法分析时，哪个系统分析的准确度高？为什么？ 【答案】线性环节的低通性越好，高频时的滤波能力越强 ，则系统分析的准确度越高。所以要判断 两个环节的低通性能。 由图知：①对应的高频衰减更大，滤波能力更好，故②的分析准确度高。

图 变增益特性 函数 ，输入 时有

，其中

由图下图可见，

是奇函数且半周期内对称，

。

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