12年秋西南交《控制工程基础》离线作业

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1、WORD文档可编辑西南交《控制工程基础》离线作业1.试分析自动恒温电加热水器工作原理及控制系统方框图。(10分)解：如图给定元件温控开关电加热器水箱测温元件Ti干扰T0电加热器方框图2．试分析如图所示恒温箱的温度控制系统工作原理，并绘出方框图。(10分)技术资料专业分享WORD文档可编辑3．图2-6-6(a)所示机器隔振系统，图(b)为其抽象出机械模型，fi(t)为输入力；yo为输出位移。(10分)解：根据牛顿第二定律：取拉氏变换：技术资料专业分享WORD文档可编辑传递函数为：4．(10分)解：系统

2、的传递函数为其中：（1）求K：由终值定理：由图可知：技术资料专业分享WORD文档可编辑（2）求M：由最大超调量定义得：解得：，，而解得而所以求C：由求得：5．(10分)解：系统的闭环传递函数为这是一个典型的二阶系统，其中，（1）K=200时，按上式可得：技术资料专业分享WORD文档可编辑根据欠阻尼二阶性能指标公式，计算得出：（2）K=1500时，按上式可得：根据欠阻尼二阶性能指标公式，计算得出：可见，增大K，使阻尼比ξ减小，无阻尼固有频率ωn提高，峰值时间tp减小，调整时间不变，而超调量过大，因此，

3、一般不允许。（3）K=13.5时，按上式可得：此时，系统工作在过阻尼状态，系统的闭环传递函数改写成：对于过阻尼系统，峰值时间、最大超调量已不存在，而调整时间可用其时间常数大的一阶系统来估算，即显然，调整时间比K取前两种值时的情况要大得多。此时，虽然无超调，但过渡过程的时间太长。6.(10分)技术资料专业分享WORD文档可编辑解：令扰动n(t)=0，系统的实际输出量为系统误差为单位斜坡信号时，系统的稳态误差为：令输入r(t)=0，扰动作用下系统的输出量为单位斜坡扰动作用时，系统的稳态误差为：技术资料专

4、业分享WORD文档可编辑因此，系统的总误差为（1）当kd=0时系统的稳态误差为（2）令ess=0，即解得7(10分)解：系统的稳态输出：8(10分)技术资料专业分享WORD文档可编辑9(10分)解：(1)求出闭环传递函数的标准形式：(a)(2)求系统是否满足要求所以有：故系统不能满足要求。(3)引进微分反馈校正后系统如(b)图所示，求出闭环传递函数为：技术资料专业分享WORD文档可编辑(b)要使：要求:现有：故解得：10(10分)技术资料专业分享WORD文档可编辑技术资料专业分享