控制工程基础习题解答王积伟,吴振顺主编

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1、说明本资料（《控制工程基础》习题解答）与王积伟，吴振顺主编的《控制工程基础》（北京：高等教育出版社，2001）配套！本资料由长江大学测控技术与仪器专业贺芸独家整理提供！QQ:75138029E-mail:hbheyun@126.comCSDN:http://hbheyun.download.csdn.net/长江大学仪器10602班贺芸整理第一章习题解答1－3仓库大门自动控制系统原理如图所示，试说明其工作原理并绘制系统框图。放大器电动机绞盘u1开门u2反馈关长江大学仪器10602班贺芸整理第一章习题解答解：当合上开门开关时，u1>u2，电位器桥式测量电路

2、产生偏差电压，经放大器放大后，驱动电机带动绞盘转动，使大门向上提起。与此同时，与大门连在一起的电位器滑动触头上移，直至桥路达到平衡（u1＝u2），电机停止转动，大门开启。反之，合上关门开关时，电机反向转动，带动绞盘使大门关闭；开、关实际电位器放大器电动机绞盘大门门位置位置长江大学仪器10602班贺芸整理第一章习题解答1-4分析图示两个液位自动控制系统工作原理并绘制系统功能框图qihqo长江大学仪器10602班贺芸整理a)第一章习题解答~220Vqi浮球hqo长江大学仪器b)10602班贺芸整理第一章习题解答解：对a)图所示液位控制系统：当水箱液位处于给定

3、高度时，水箱流入水量与流出水量相等，液位处于平衡状态。一旦流入水量或流出水量发生变化，导致液位升高（或降低），浮球位置也相应升高（或降低），并通过杠杆作用于进水阀门，减小（或增大）阀门开度，使流入水量减少（或增加），液位下降（或升高），浮球位置相应改变，通过杠杆调节进水阀门开度,直至液位恢复给定高度，重新达到平衡状态。长江大学仪器10602班贺芸整理第一章习题解答对b)图所示液位控制系统：当水箱液位处于给定高度时，电源开关断开，进水电磁阀关闭，液位维持期望高度。若一旦打开出水阀门放水，导致液位下降，则由于浮球位置降低，电源开关接通，电磁阀打开，水流入水箱

4、，直至液位恢复给定高度，重新达到平衡状态。长江大学仪器10602班贺芸整理第一章习题解答给定实际杠杆阀门水箱液位液位浮子a)给定实际开关电磁阀水箱液位液位浮子长江大学仪器10602班贺芸整理b)第二章习题解答2-1试建立图示各系统的动态微分方程，并说明这些动态方程之间有什么特点。xixoCuiRuoBKa)b)长江大学仪器10602班贺芸整理第二章习题解答R1xixoK1uiuoCR2K2Bc)d)xixoR1R2uiuoCK1K2B长江大学仪器10602班贺芸整理e)f)第二章习题解答解：⎧1⎪ui(t)=∫i(t)dt+i(t)RC⎨CuiiRuo⎪

5、⎩uo(t)=i(t)RddRCuo(t)+uo(t)=RCui(t)a)dtdtxixo⎧⎧d[]⎫⎪fB(t)=B⎨xi(t)−xo(t)⎬fB(t)fK(t)⎨⎩dt⎭⎪⎩fB(t)=fK(t)=Kxo(t)BKBdBdx(t)+x(t)=x(t)b)长江大学仪器10602班贺芸整理ooiKdtKdt第二章习题解答iRR⎧i=iR+iC1⎪uo=iR2i⎪⎪⎨1uiCiCRuo⎪iRR1=∫iCdt2C⎪⎪⎩ui=iRR1+uoc)ddR1R2Cuo(t)+(R1+R2)uo(t)=R1R2Cui(t)+R2ui(t)dtdtxixoK1f2(t)

6、⎧⎛dxidxo⎞⎪f1=K1(xi−xo)+B⎜−⎟⎨⎝dtdt⎠f1(t)K2⎪⎩f1=f2=K2xoBd)ddB长江大学仪器xo(t)10602+(K班1+贺K芸2整理)xo(t)=Bxi(t)+K1xi(t)dtdt第二章习题解答⎧1R1uo=iR2+∫idtuiR2u⎪⎪⎨Cio1C⎪ui=iR1+iR2+∫idt⎪⎩Ce)dd(R1+R2)Cuo(t)+uo(t)=R2Cui(t)+ui(t)dtdtxixodxK1(xi−xo)=K2(xo−x)=BdtK1K2Bf)dd(K1+K2)Bxo(t)+K1K2xo(t)=K1Bxi(t)+K1

7、K2xi(t)dtdt长江大学仪器10602班贺芸整理易见：a)与b)、c)与d)、e)与f)为相似系统。第二章习题解答2-2试建立图示系统的运动微分方程。图中外加力f(t)为输入，位移x2(t)为输出。x1x2f(t)m1m2K1B3K2B1B2长江大学仪器10602班贺芸整理第二章习题解答解：x1x2f(t)m1m2K1B3K2B1B2⎧dx⎛dxdx⎞d2xf(t)−Kx−B1−B1−2⎟=m1⎪1113⎜12⎪dt⎝dtdt⎠dt⎨dxdxdxd2x⎪⎛12⎞22⎪B3⎜−⎟−B2−K2x2=m22⎩⎝dtdt⎠dtdt长江大学仪器10602班贺

8、芸整理第二章习题解答d4xd3xmm2+(mB+mB+mB+mB)2124121