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华南理工大学
2013 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷
（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）
科目名称：自控基础综合(含自动控制原理、现代控制理论)
适用专业：交通信息工程及控制，系统分析与集成，控制理论与控制工程，检测技术
与自动化装置，系统工程，模式识别与智能系统，控制工程(专硕)
共 5 页
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一、 （20 分）题一图所示为某机械臂转动控制系统原理图。转动惯量
为 Jm 的机械臂在直流电机 DC 的直接驱动下在水平方向上转动（转动
角度 θm），通过变速箱变速后，带动转动惯量为 JL 的负载旋转（旋转
角度θL）。已知电动机电枢电压为 Va；电动机反电势 mbb KV θ= (Kb 为反
电势系数)；电枢电阻为 Ra，电枢电感忽略不计；电动机产生扭矩 Tm
与电枢电流成正比，即 Tm=Kmia（Km 为电动机扭矩常数）；机械臂受到
的摩擦扭矩为 mmC θ ；变速箱的变速比为 mLn θθ /= ；负载受到的摩擦
扭矩为 LLC θ 。
1）绘制出系统的方块图，标注出θL 和θm；
2）分别写出 JL 和 Jm 上的机械运动方程（转动定律 T= θJ ）；
3）写出传递函数θL(s)/Va(s)；
4）如果要求系统在负载扰动不确定的情况下保持一定的控制精度，试
设计系统，说明基本的控制思路。
题一图
Ra
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