上海交大2005硕士自动控制原理试题解析

"上海交大2005年硕士自动控制原理试题" 这是一份来自上海交通大学2005年的硕士研究生自动控制原理考试试题，涵盖了多个控制理论的关键知识点。试题内容包括系统的运动方程建立、状态空间表达式、信号流图分析、传递函数计算、劳斯判据应用、非线性系统分析、系统能控性与能观性判断、状态反馈设计、根轨迹分析、相位超前校正、非线性系统相轨迹描绘以及系统稳定性判断。 1. 在第一题中，试题要求根据摆杆系统建立运动方程并转化为状态空间表达式，这是经典力学与控制理论的结合，涉及刚体动力学和拉格朗日方程的应用。 2. 第二题考察了利用信号流图求解传递函数的能力，以及利用劳斯判据分析系统稳定性的知识，劳斯判据是线性系统稳定性分析的重要工具。 3. 第三题涉及到的是线性系统的参数分析，包括系统的阻尼比、无阻尼自然振荡频率和稳态误差的计算，这部分内容基于线性系统的动态性能分析。 4. 第四题要求从状态方程计算传递函数，并判断系统的能控性和能观性，这是线性系统理论的核心部分，涉及到能控标准型和能观标准型的状态空间描述。 5. 第五题要求分析单位负反馈系统的开环传递函数，绘制根轨迹，计算相关参数，这是根轨迹分析的实践应用，对于理解和设计控制系统至关重要。 6. 第六题需要设计一个串联相位超前校正环节，以满足特定的稳态误差和相位裕量要求，这涉及到控制器设计和性能指标优化。 7. 第七题考察非线性系统的动态行为，包括相轨迹的绘制和系统稳定性的判断，这需要对非线性系统的分析有深入理解。 8. 最后一题根据对数幅频特性曲线来推断系统的开环传递函数，计算相位裕量，并进行稳定性判断，这是频域分析方法在系统设计中的实际运用。 这些题目综合了控制理论中的基础概念、动态建模、稳定性分析、控制器设计等多个核心知识点，展示了自动控制原理在解决实际问题中的应用深度和广度。解答这些问题需要扎实的理论基础和一定的工程实践经验。