浙江大学远程教育控制理论作业一答案

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1、浙大远程教育控制理论作业一第一章作业1-1与开环系统相比，闭环系统的最大特点是：检测偏差、纠止偏差。1-2分析一个控制系统从以下三方面分析：稳定性、准确性、快速性。1-3控制系统分为两种基本形式开环控制系统和闭环控制系统。1-4负正反馈如何定义？输入量和反馈量相减作为控制器的输入称为负反馈，输入量和反馈量相加作为控制器的输入称为正反馈。1-5若组成控制系统的元件都具有线性特性，则称为线性控制系统。1-6控制系统中各部分的信号若都是时间t的连续函数，则称为连续控制系统。1-7控制系统中各部分的信号中只要有一个是时间t的离散信号，则称此系统为离散控制

2、系统。1-8控制系统一般可分为两种基本结构：开环系统、闭环系统；控制系统可进行不同的分类：线性系统与非线性系统;恒值控制系统与随动系统；连续系统与离散系统。1-9请画出闭环控制系统的结构原理图，并简要介绍各部分的主要作用。误差检测器：将输入量与反馈进行比较控制器：进行幅值和功率的放大，并将它转换成适合执行器工作的信号。被控对象：指系统屮被控制的设备或过程，它能完成特定的动作和工作任务。反馈装置：将被控量转换成主反馈量1-10控制系统的性能要求一般有稳定、快速和准确；常见的线性定常系统的稳定性判据有具有齐次性和适用叠加原理。第二章作业（写出推导过程

3、）。R27如图】所示,分别用方框图简化法或梅逊公式计算传递函数赭解:见课本P33或P37.2-2已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为C（r）=1-2e'21的传递函数和脉冲响应。3卄2解单位阶跃输入时，有/?（5）=-,依题意C⑶丄—亠匚丄S5+25+1($+1)($+2)SR(s)($+1)(5+2)-1415+15+22-3已知系统传递函数瓷^齐気’且初始条件为他-1,0(0)=0,试求系统在输入r（Z）=1（/）作用下的输出c（f）o解系统的微分方程为器+3普+2咖2“(1)考虑初始条件，对式（1）进行拉氏变换，得疋C（Q+$+3sC（

4、$）+3+2C（5）=-(2)C（5）52+35-21429=1―$(厂+3$+2)s5+15+2c(t)=1-4「+2e~2r2-4飞机俯仰角控制系统结构图如图2所示，试求闭环传递函数Q.(s)/Q「($)。图2飞机俯仰角控制系统结构图解经结构图等效变换可得闭环系统的传递函数2S)0.7(5+0.6)0($)芒+(0.9+0.7K)屛+(1.18+0.42K)s、+0・685试绘制图3所示系统的信号流图。

5、

6、尽®卜Gj(s)(s)6G)-

7、_1卜+%)产1比⑸-——11兄(0

8、2-6试绘制图5所示信号流图对应的系统结构图。2-7如图7所示,已知

9、单位负反馈系统开环传递函数G(s)二一!—心+3)且初始条件为c(0)=--1,c(0)=0o试求：(1)系统在r(t)=1(/)作用下的输出响应c(t)；(2)系统在r(r)=2(/)+2/作用下的静态误差j1.初始条件为0时,R(s)H(s)=]s~+3s+11a®}$(s+3)图7C(5)R(s)现s2c(s)-sc(O)一c(0)+3sc(s)一3c(0)+c($)=R(s)代入c(0)=-l,c(0)=0:/c(s)+3sc(s)4-c($)+5+3=R(s)当r(r)=l(r),R©)=(s则C(5)=—s~—35+1+3s~+sC(

10、r)=l(r)+亠势3^5+52.2-8某系统方块图如下图8所示，试画出其信号流图并用梅逊公式计算C(s)与/?($)之间的传递函数。图8解：信号流图系统有一条前向通道，三个单回路，一对互不接触回路由图得：咲GgA,=l△=1+G已+G2H2+G3H3+GMGH3C(s)P、GQ2G3莎J一一1++G2H2+G3H3+G'H&E