控制理论习题答案汇总copy

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1、第一章概论扰动典型负反馈控制系统结构控制量偏差串联校被控制量给定元件放大元件执行元件被控对象--正元件反馈量反馈校（局部反馈）正元件1－3测量元件φ给定UUD电动机减速器负载φ21r放大器电位器－－Uc测速发电机反馈电位器第一章概论工作原理该系统的作用是使负载的角位移φ随给定角度φ的变化而变化，即21位置随动系统，并且带有测速发电机的内反馈系统。当负载的实际位置φ与给定位置φ相符时，则U＝0，电动机不转。当负载的实际21r位置φ与给定位置φ不相符时，偏差电压U≠0，经放大器放大后使电动机转动，21r通过减速器移动负载，使负载和反馈电位器向减小偏差的

2、方向转动。稳态时，输出转速Ω与输入电压U有一一对应的关系。所以给定U就设定了转速rrΩ。若负载力矩M增加，在M增加的瞬时，电动机转速Ω下降；这是测速发电机(输出电压U与输入转速Ω呈现线性关系的测量元件)输出电压U下降；这使得差oc动放大器的反相输入电压U-U增大；电动机电枢电压U随之上升，电枢电流ircDD随之上升；电动机电枢输出力矩M上升，这使得输出转速Ω上升，从而使电动机转速Ω基本回到原先稳定的转速。第二章控制系统的数学模型习题答案：RRCsR+2－1（a）122RRCsRR++121212－1（b）RRCCs+()RC+++RCRCs1121

3、211122212－2（a）2+RCs2－2（b）−4(RCs+1)第二章控制系统的数学模型GG+GH2-41221+GG12GGG1232-51+−GHGGGH−−GGGGGH221231123122322-610sss+3++17143210sss+3++1014第二章控制系统的数学模型习题解RCs+1析：uu=222－1（b）3iRRCCs++++()RCRCRCs11212111222R1uR2R31Cs1uuu==2uo33uCo1RCs+1iC12R+222Cs21uu=oi11RRCCs1212++++()RC11RC12RCs221

4、()R+2CsCs1211−1++R((RRCCs++++RCRCRCs)1)21212111222CsCs12第二章控制系统的数学模型2－2（a）CRuuu−iio+=0RR1R+-CsRuouu+G=oi传递函数而非uiuuio第二章控制系统的数学模型2－2（b）uu2Ru32Ri+3=0RR2RCu-iRu+ouuuu−333o++=022RR1Cs注意符号！第二章控制系统的数学模型2－51注意正，负反馈！2注意G后的出点后移到G后使H反馈变成H/G232231错！-1H2RC11GGG1231H1-1H2-H2RCGG1111G32H1-1

5、第二章控制系统的数学模型12－60.72R(s)s+0.3s+1C(s)11111−0.5s0.7P1=2Δ1=1Δ表示信号流程图中除去与第kss+0.3+1k条前向通道P相接触的支路和节10.7k点后余下的信号流程图的特征P=1Δ=−−1(∗)2220.5ss+0.3s+1式。10.7而信号流程图的特征式ΔΔ=−−1(∗2)Δ=1-（所有不同回路的增益之和）0.5ss+0.3s+1+（每两个互不接触回路增益乘积之和）1PP=∑kkΔ-（每三个互不接触回路增益乘积之和）Δk+第二章控制系统的数学模型2.71(Cs)1.初始条件为0时，Hs()==2

6、ssR++31()s2'现scssc()−−+−+=(0)c(0)3()3(0)()scsccsRs()’2代入c(0)=-1,c(0)0:()3()()=+scsscscss+++3=Rs()当rt()1(),()1/==tRss213−−ss则Cs()=32sss++3−+3544t−−35Ct()1()=+te2+et355+−53522.ess=6第二章控制系统的数学模型习题练习解：由基尔霍夫电压、电流Z1定律的系统微分方程：Uc1Cdi1LuuLRiu=+++ic12c2dt++Ri1RduuUi2UoZ2iC=+cc111__Uc2C2

7、dtR1duc2iC=2(1)列出系统的微分方程；dt(2)确定其传递函数(系统初值为零)uRoc=22iu+第二章控制系统的数学模型UsUsUs()−()−()Is()=icc12已知初值为零，对上式拉氏变换：Ls+R2UsUsLsIsRIsUsic()=12()+++()()c2()1R1Us()==Is()Is()c111RCs+1Cs+11IsCs()=+Us()Us()111cc1RR111I()sC=22sUsc()Usc2()=Is()Cs2UsRIsUsoc()=22()+()Uc1(s)R1UsRIsUs()=()+()oc22R

8、Cs+111U(s)-1I(s)1U(s)U(s)ic2oLsR+2Cs-2R2第二章控制系统的数学模型Uc1(s)R1R