中国计量大学 2019 年硕士研究生招生考试试题
考试科目代码：821
考试科目名称：自动控制原理 2
所有答案必须写在报考点提供的答题纸上，做在试卷 或草稿纸上无效。
一、（15 分） 求图 1 所示无源网络的传递函数。
二、（15 分）
一个单位负反馈系统的开环传递函数为
G(s)
=
(s
+
2)(s
+
K
4)(s2
（1）试说明各系统的工作原理。 （2）画出各系统的方框图，并说明被控对象、给定值、被控量和干扰信号是什么?
二、（15 分） 试用梅逊公式列写图 2 所示系统的传递函数 C(s) / R(s) 。
《自动控制原理 2》试卷 第 2 页 共 3 页
三、（20 分） 单位反馈开环传递函数为 G(s) 10(s a) ，
40
−20
20
− 40 L
0.01
0.1
−20 ϕ (ω )
0o
L0 −20
0.5
− 40
1
2.1
10 ω
− 40
− 60 − 60
ω
− 90o
ϕ
−180o
ϕ0
γ = 40o
γ0 = −20o
《自动控制原理 2》试卷 第 2 页 共 3 页
九、（20 分） 已知采样系统结构如图所示，其中采样周期T = 1 ，试求闭环系统稳定时 K 的取值范
八、（20 分） 已知一个闭环控制系统如图 5 所示，已知 T = 0.5s 。试求：
(1)判别系统的稳定性（5 分） (2)求 r(t) = t 时系统的稳态误差（5 分）； (3)求单位阶跃响应序列 c(k ) ，并画出响应曲线（10 分）。
【完】
《自动控制原理 2》试卷 第 4 页 共 4 页
r (t )
=
a0
+
a1t
+
1 2
a2t
2
时，求系统的稳态误差。
八、（20 分）
设一系统的开环传递函数为：G(s) =
5
， 伯德图如图中虚线所示，实
s(s + 1)(0.5s + 1)
线为校正后的系统的伯德图。
(1)对系统采用了哪类校正方法？
L(ω ) d B
(2)写出校正环节的传递函数。
60
(3)画出校正环节的伯德图。
一、（10 分） 系统动态结构图如图所示，求传递函数 C(s) R(s) , C(s) )
G1(s)
G2(s)
C(s) G3(s)
二、（20 分） 已知某一随动系统如图示，要求系统的超调量为 0.2，峰值时间等于 1s。 （1）求增益 K 和速度反馈系数 Kh 的值； （2）根据所求的 K 和 Kh 值，计算该系统的上升时间 tr 和调整时间 ts。 （3）单位阶跃输入下的稳态误差 ess。
G(s)H (s) = 75(0.2s +1) s(s 2 + 16s + 100)
试绘制该系统的 Bode 图，并确定剪切频率ωc 的值。 七、（15 分）
一单位反馈控制系统的开环传递函数为 G(s) = 10 s(1 + 0.1s)
（1）求系统的静态误差系数 k p , kv 和 ka ；
（2）当输入
R(s)
E(s)
K
C(s)
s(s +1)
B(s)
1+ Khs
三、（20 分）
设一单位反馈控制系统的开环传递函数为 G(s) =
K
，
s(s + 2)(s + 3)
（1）绘制系统根轨迹；
（2）求产生重根和纯虚根的 K 值
（3）分析 K 值对系统性能的影响。
四、（15 分）
画出
G(
jω)H
(
jω)
=
(
jω
（2）讨论 ks 大小对系统性能的影响(10 分)。
《自动控制原理 2》试卷 第 2 页 共 4 页
六、（20 分）
已知最小相位开环系统的渐近对数幅频特性如图 3 所示，试求 （1）写出系统的开环传递函数(5 分）；
（2）求相位稳定裕度γ和剪切频率 ωc （10 分）；
（3）判断系统的稳定性（5 分）。
七、（20 分）
已知一个单位反馈控制系统如图
4
所示。其中 G(s)
=
1 s2
， Gc (s) 为所求的校正装置。
已知系统的性能指标为：ts ≤ 4s ，γ ≥ 50o 。由单位阶跃扰动引起的稳态误差 esd ≤ 0.1，
试用频率响应法设计 Gc (s) 。
《自动控制原理 2》试卷 第 3 页 共 4 页
考生须知:
1、所有答案必须写在报考点提供的答题纸 上，做在试卷或草稿纸上无效。
2、答案必须写清题号，字迹要清楚，保持 卷面清洁。
3、试卷、草稿纸必须随答题纸一起交回。
《自动控制原理 2》试卷 第 1 页 共 3 页
一、（15 分） 图 1 是液面自动控制系统的两种原理示意图。在运行中，希望液面高度 H 0 维持不变。
+
6s
+
25)
试求闭环系统产生持续等幅振荡的 K 值和相应的振荡频率。
《自动控制原理 2》试卷 第 1 页 共 4 页
三、（20 分）
假设温度计可用传递函数 1 描述其特征，现在用温度计测量盛在容器内的水温，发
Ts +1
现需要 1 分钟才能指示出实际水温的 98%的数值，试问： (1)温度计指示出实际水温从 10%变化到 90%所需要时间是多少？(10 分) (2)如果给容器加热，使水温以 10OC/min 的速度线性变化，温度计的稳态指示误差为 多大？(10 分)
四、（20 分） 已知系统开环传递函数为:
G(s)=
s(0.2s
2
10 + 0.8s
−
1)
错误！未找到引用源。 试根据奈氏判据确定闭环系统的稳定性。
五、（20 分） 设负反馈系统如图 2，前向通道传递函数为:
G(s) = 10 s(s + 2)
若采用测速负反馈:
H (s) =1+ kss
（1）试画出以 ks 为参变量的根轨迹(10 分)；
+
2)((
50 jω)2
+
2
jω
+
5)
的奈氏图，判断其闭环系统的稳定性。
五、（15 分） （1）简述对控制系统性能的基本要求，以及评判系统性能的指标有哪些？
（2）控制系统的典型输入信号有哪几种？试写出其数学表达式。
《自动控制原理 2》试卷 第 1 页 共 3 页
六、（15 分） 设某控制系统的开环传递函数为
围。
提示：Z

s
1 +
a

=
z
z − e −aT
。
K
1
C(S)
R(S)
T
S
T
S 2 + 3S + 2
【完】
《自动控制原理 2》试卷 第 3 页 共 3 页
中国计量学院 2016 年攻读硕士学位研究生入学试题
考试科目名称: 自动控制原理 2 考试科目代码: 821 考 生 姓 名: 考 生 编 号: