北 京 科 技 大 学
2014年硕士学位研究生入学考试试题
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试题编号： 851 试题名称： 自动控制原理 （共 4 页） 适用专业： 控制科学与工程、控制工程 （专业学位） 说明： 所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。
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一、 选择填空题（每空2分，共30分）
1、 欠阻尼的二阶系统的超调量与阻尼角（0-90。）的关系是( )。
A：阻尼角越大超调量越大 B：阻尼角越大超调量越小
C：阻尼角越小超调量越大 D：没有关系
2、 一阶系统的关键参数是（ ）。
3、 系统的开环传递函数有n个极点、m个零点，则闭环系统有( )
条根轨迹。
4、 I型系统Bode图的幅频特性的最低频段的斜率是( )。
5、 下列描述的系统中，哪一个是最小相位系统：（ ）。
A：开环系统的所有极点均在s左半平面； B：闭环系统的所有极点均在s左半平面； C：开环系统的所有零、极点均在s左半平面； D：闭环系统的所有零、极点均在s左半平面。
6、 评价控制系统控制品质的三个主要因素是：（ ）、稳定性和（ ）。
7、 超前校正主要利用的是超前环节的（ ）；滞后校正主要利
用的是滞后环节的（ ）。
8、 稳定的连续系统的传递函数为G(S)，输入时单位阶跃信号，其稳态响应可以
表示为y(∞)=（ ）。
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9、 判定线性定常系统稳定性的方法有（ ）和（ ）等。
10、 幅频特性的低频段反映了系统的（ ）。
A：瞬态特性 B：稳态特性 C：稳定性 D：快速性
11、 从s平面到z平面的映射变换关系式是z=（ ）
12、 一种不完全微分PID的结构图如图1所示，空白框中的传递函数是
( )
图1: 不完全微分PID的控制器结构图
二、 （15分）已知某系统各变量之间的关系满足如下方程组：
r(t)?x1(t)?x2(t)R1x1(t)?1[x2(t)?x3(t)]dtC1?x1(t)?c(t)?x3(t)R2c(t)?1x3(t)dt?C2
其中r(t)为系统输入，c(t)为系统输出，xi(t)为中间变量，试画出系统的结
构框图，并求出系统的闭环传递函数。
2
三、 （15分）系统结构图如下图2所示，若要求系统阶跃响应的性能指标：
超调量σ%=20%，调节时间ts=1.8s，试求参数K1、K2。并计算此时系统在单位斜坡信号作用下的稳态误差。
图2：第三题系统结构图
四、 （12分）已知系统在零初始条件下的单位阶跃输入响应
r(t)?1?2e?t?e?2t，试求： 1、系统的传递函数；
2、初始条件为c(0)??1,c(0)?0时，系统的单位阶跃响应。
五、 （16分）设控制系统结构图如图3所示，
R(s)_K*s2(s?2)(s?5)C(s)H(s)
图3：第五题控制系统结构图
1、H(s)?1时，概略会出系统根轨迹图，并判断闭环系统的稳定性； 2、如果改变反馈通道传递函数，使H(s)?1?2s，试判断H(s)改变后的系统稳 定性，说明由于H(s)改变所产生的效应。
六、 （16分）单位负反馈的最小相位系统，开环对数幅频特性如图4所示，
试求该系统单位阶跃响应的超调量?%，调节时间ts(??0.05)。
dB 20lg|G|-200dB0.5-4010ω
图4：第六题开环对数幅频特性如图
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七、 （15分）已知系统的开环传递函数为G(s)?KV(0???1)，22s(Ts?2?Ts?1)试绘制该系统开环频率特性的极坐标图，并确定极坐标图与负实轴的交点。
八、 （16分） 试计算图5所示系统的稳态误差，其中K=1，T=0.1，r(t)=1(t)+t。
R(s) C(s) - ● T 图5 第八题闭环采样系统
九、 （15分）设具有PD 控制器的控制系统方框图如图6所示。试分析比例加
微分控制规律对该系统稳定性能的影响。
图6 第九题闭环控制系统方框图
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