自动控制原理参考答案-第2章

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1、第二章题2-1：题2-1图中a、b所示电路为RC无源网络，图c和图d为RC有源网络。试求以为输入量，为输出量的各电网络的传递函数。题2-1图电网络(a)(b)(c)(d)题2-2：试用运算法建立题2-2图所示LC、RLC电网络的动态结构图，并求解自至信号传输的传递函数。a)b)题2－2图a)LC网络b)RLC网络(a)(b)题2-3：热敏电阻随温度变化的特性为，其中T为温度，R为阻值。试用小信号线性化方法提取温度分别为、时的线性化近似关系式。时，时，题2-4：题2-4图a为机器人手臂双质量块缓解运动

2、冲击的物理模型；图b为由两级减震环节构成的运动系统，它可以是汽车减震系统的物理模型。试分别建立它们以为输入量，为输出量的传递函数模型。题2-4图弹簧－质量－阻尼器平移运动模型(a)、(b)题2-5：题2-5图所示系统中，他励直流电动机拖动经减速器减速的负载运转，作用其上的大小可变的直流电压由晶闸管整流装置提供。设电网电压的幅值、频率、初相均不变，整流装置输出的电压与形成触发移相脉冲的电压满足，其中为常数。试完成：(1)时整流装置非线性特性的线性化；(2)绘制系统动态结构图；(3)求出分别以、为输入量

3、，为输出量的传递函数。题2-5图电枢控制直流电动机拖动开环系统(1)(2)参照教材38页图2-24(3)参照教材式(2-4)、(2-5)、(2-6)、(2-17)其中，(1)(2)题2-6：运算放大器电路如题2-6图所示，其中各参数为：，，，，。试计算传递函数。题2-6图运算放大器电路题2-7：题2-7图为单容水箱控制水位的闭环控制系统，两个调节阀的开度分别为和。其中的开度由直流伺服电动机控制，旋转角度与开度成正比，比例系数为。试绘制动态结构图，并求解以给定电压为输入量，水位高度为输出量的传递函数。

4、题2-7图单容水箱水位闭环控制系统设水箱横截面积为，反馈电压为，水面高度与反馈电压比例为；其中，其中，题2-8：试用动态结构图简化方法求解题2-8图所示两系统的传递函数。题2-8图系统动态结构图(a)(b)方法一：方法二：方法三：方法四：题2-9：试应用梅逊增益公式计算题2-9图所示信号流图的如下传输：(1)；(2)。题2-9图信号流图(1)，，，(2)，，，题2-10：试应用梅逊增益公式计算题2-10图所示信号流图的传递函数。题2-10图信号流图，，，，，，，，题2-11：试绘出题2-11图所示系

5、统的信号流图，并应用梅逊增益公式计算它们的传递函数。a)b)题2-11图系统动态结构图(a)，，，，(b)，，，，，，题2-12：题2-12图为双输入双输出控制系统信号流图。由图可见，对没有信息传输（传递函数为0）。如果对的传输也为0，则系统实现了解耦控制（等效于由单独控制，由单独控制）。试求传递函数；所在支路是人为设置的，希望通过配置其传递函数来实现解耦，试找出由其它支路传递函数表达的解耦条件。题2-12图双输入双输出系统信号流图，，，解耦条件：第2章主要知识点1传递函数中分母多项式等于“0”的s

6、值是极点；传递函数中分子多项式等于“0”的s值是零点．开环系统的极点是开环极点，闭环系统的极点是闭环极点；开环系统的零点是开环零点，闭环系统的零点是闭环零点．闭环传递函数的分母多项式称为特征多项式；令特征多项式等于“0”就是特征方程．特征方程是对系统进行系统分析、系统设计的根本依据。2由系统动态结构图的简化过程可知，增加前馈环节使系统前向通路数增加，由此增加了系统闭环传递函数分子因式的个数；增加反馈环节使系统回路数增加，由此增加了系统闭环传递函数分母因式的个数。3系统在扰动量作用下输出量的传递函数的

7、特征式与其在输入量作用下输出量的传递函数的特征式是相同的。