《自动控制原理答案》李明富 课后习题答案 人民邮电出版社.doc

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1、《自动控制原理》习题参考答案第1章1.7.2基础部分1.答：开环控制如：台灯灯光调节系统。其工作原理为：输入信号为加在台灯灯泡两端的电压，输出信号为灯泡的亮度，被控对象为灯泡。当输入信号增加时，输出信号（灯泡的亮度）增加，反之亦然。闭环控制如：水塔水位自动控制系统。其工作原理为：输入信号为电机两端电压，输出信号为水塔水位，被控对象为电机调节装置。当水塔水位下降时，通过检测装置检测到水位下降，将此信号反馈至电机，电机为使水塔水位维持在某一固定位置增大电机两端的电压，通过调节装置调节使水塔水位升高。反之亦然。2.答：自动控制理论发展大致经历了几个阶段：第一阶段：本世纪40~60年代，称为“

2、经典控制理论”时期。第二阶段：本世纪60~70年代，称为“现代控制理论”时期。第三阶段：本世纪70年代末至今，控制理论向“大系统理论”和“智能控制”方向发展。3.答：开环控制：控制器与被空对象之间只有正向作用而没有反馈控制作用，即系统的输出量与对控制量没有影响。闭环控制：指控制装置与被空对象之间既有正向作用，又有反向联系控制的过程。开环控制与闭环控制的优缺点比较：对开环控制系统来说，由于被控制量和控制量之间没有任何联系，所以对干扰造成的误差系统不具备修正的能力。对闭环控制系统来说，由于采用了负反馈，固而被控制量对于外部和内部的干扰都不甚敏感，因此，有不能采用不太精密和成本低廉的元件构成

3、控制质量较高的系统。4.答：10线性定常系统；（2）非线性定常系统；（3）非线性时变系统；（4）非线时变系统；1.7.3提高部分1.答：1）方框图：　　　　　2)工作原理：假定水箱在水位为给定值c（该给定值与电位器给定电信ur对应），此时浮子处于平衡位置，电动机无控制作用，水箱处于给定水位高度，水的流入量与流出量保持不变。当c增大时，由于进水量一时没变浮子上升，导致c升高，给电信计作用后，使电信计给电动机两端电压减小，电动机带动减齿轮，使控制阀开度减小，使进水量减小，待浮子下降回到原来的高度时，电动机停止作用，反之亦然。　2.答：1）方框图　　2）工作原理：与上题类似。　第2章　控制系

4、统在数学模型。1.解：（1）微分方程：ui＝R1+R2UO+R1cduoR2dt（2）传速函数：uo(s)=R2　　ui(s)　　R1R2CS+R1+R2　　　　　　　　2.解　uo(s)=　　R2　ui(s)　　R1R2C2s+R13.解：(cs)=　　k0k1R(s)　　(Ts+1)(S2+S+k0k1)4.解：c1(s)=　　　　G1(s)R1(s)　　1+G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)　　　C2(s)　　=　G1(s)G2(s)G3(s)R1(s)　　1+G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)C1(s)　　=　G1(s)G3(s)G4(s)R2(s)　　1+G1(s

5、)G2(s)G3(s)G4(s)C2(s)　　=　　　G3(s)R2(s)　　1+G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)5.解　　u2(s)　　=　　　R2u1(s)　　R1(Lcs2+R2cs+1)+LS+R2　u2(s)　=　　　R2u1(s)　　R1Lcs2+R1R2cs+R1+LS+R2微分方程：　R2u1=R1Lc　d2u2　+(R1R2c+L)du2+(R1+R2)u2dt2dt提高部分：1.解：Y(s)=1Fi(s)ms2+fs+k2.解：系统传速函数：C(s)=k1k2R(s)(T1s+1)(T2s+1)+k1k2+k2k31.解：　　　　　　　　　　　　　　　　　　

6、　　1+G1(s)H1(s)+G2H2+G3u3+G2G3G4　+　G1(s)G2(s)H2H3C(s)=　　　　　　　　　　G1(s)G2(s)G3(s)　　　　R(s)　　　　1+G1(s)H1(s)+G2(s)H2(s)G3(s)H3(s)　+　G2(s)G3(s)G4(s)　+　　G1(s)G2(s)H1(s)H3(s)4.解：C(s)=s(s+a-k)　R1(s)　s3+(a+3)s2+3as+3kC(s)=k(s2+3s+3)　　　R2(s)s3+(a+3)s2+3as+3k5解：传速函数：C(s)=G1(s)G2(s)R(s)1+G1(s)H1(s)+G2(s)H2(s)

7、+G1(s)G2(s)+G1(s)G2(s)G3(s)+G1(s)G2(s)H1(s)H2(s)第三章时域分析法3.7.2基础部分1.解c(t)=1+0.2e-40t-1.2e-8t（1）闭环传递函数：ф(s)=（2）单位脉冲函数：C(s)=2.解：单位阶跃响应：C(t)=（t≧0）单位斜坡响应：C(t)=（t-T）+Te-t/T（t≧0）3.解：开环传递函数为：G(s)=闭环传递函数为：ф(s)=则：单位阶跃响应为：h(t)=1-e-t（1-