控制工程基础课后习题答案

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1、6/12/202111-3仓库大门自动控制系统原理如图所示,试说明其工作原理并绘制系统框图。放大器电动机门u2u1反馈开关绞盘第一章习题解答6/12/20212解:当合上开门开关时,u1>u2,电位器桥式测量电路产生偏差电压,经放大器放大后,驱动电机带动绞盘转动,使大门向上提起。与此同时,与大门连在一起的电位器滑动触头上移,直至桥路达到平衡(u1=u2),电机停止转动,大门开启。反之,合上关门开关时,电机反向转动,带动绞盘使大门关闭;第一章习题解答6/12/20213开、关门位置电位器放大器电动机绞盘大门实际位置第一章习题解答6/12/20214第一章习题

2、解答hqiqob)~220V浮球6/12/20215解:对a)图所示液位控制系统:当水箱液位处于给定高度时,水箱流入水量与流出水量相等,液位处于平衡状态。一旦流入水量或流出水量发生变化,导致液位升高(或降低),浮球位置也相应升高(或降低),并通过杠杆作用于进水阀门,减小(或增大)阀门开度,使流入水量减少(或增加),液位下降(或升高),浮球位置相应改变,通过杠杆调节进水阀门开度,直至液位恢复给定高度,重新达到平衡状态。第一章习题解答6/12/20216第一章习题解答对b)图所示液位控制系统:当水箱液位处于给定高度时,电源开关断开,进水电磁阀关闭,液位维持期望

3、高度。若一旦打开出水阀门放水,导致液位下降,则由于浮球位置降低,电源开关接通,电磁阀打开,水流入水箱,直至液位恢复给定高度,重新达到平衡状态。6/12/20217第一章习题解答给定液位杠杆阀门水箱实际液位浮子a)给定液位开关电磁阀水箱实际液位浮子b)6/12/202182-1试建立图示各系统的动态微分方程,并说明这些动态方程之间有什么特点。第二章习题解答BxiKxob)CRuiuoa)6/12/20219第二章习题解答R1CR2uiuoc)K1BxiK2xod)R1CR2uiuoe)K1xiK2Bxof)6/12/202110第二章习题解答解:CRuiuo

4、a)iBxiKxob)fB(t)fK(t)6/12/202111第二章习题解答R1CR2uiuoc)iRiCiK1BxiK2xod)f1(t)f2(t)6/12/202112第二章习题解答K1xiK2Bxof)R1CR2uiuoe)i易见:a)与b)、c)与d)、e)与f)为相似系统。6/12/202113第二章习题解答2-2试建立图示系统的运动微分方程。图中外加力f(t)为输入,位移x2(t)为输出。B3x1K2x2m2m1K1f(t)B1B26/12/202114第二章习题解答解:B3x1K2x2m2m1K1f(t)B1B26/12/202115第二章

5、习题解答6/12/202116第二章习题解答2-3试用部分分式法求下列函数的拉氏反变换。3)7)8)13)17)6/12/202117第二章习题解答解:3)7)6/12/202118第二章习题解答8)13)6/12/202119第二章习题解答17)6/12/2021202-4利用拉氏变换求解下列微分方程。2)3)第二章习题解答解:2)6/12/2021213)6/12/2021222-6证明图示两系统具有相同形式的传递函数。R1C1C2R2uiuoK2B2xiK1B1xo第二章习题解答6/12/202123解:对图示阻容网络,根据复阻抗的概念,有:其中,R

6、1C1C2R2uiuo第二章习题解答6/12/202124从而:第二章习题解答6/12/202125对图示机械网络,根据牛顿第二定律,有:K2B2xiK1B1xox第二章习题解答6/12/202126故:显然:两系统具有相同形式的传递函数。第二章习题解答6/12/202127第二章习题解答2-8按信息传递和转换过程,绘出图示两机械系统的方框图。KB1xiB2xom输入输出K1B2xom输出K2abfi(t)输入6/12/202128第二章习题解答解:K1B2xo(t)m输出K2abfi(t)输入x(t)6/12/202129第二章习题解答K1K2fi(t)

7、xo(t)fK1(t)fK2(t)6/12/202130第二章习题解答KB1xiB2xom输入输出B2sXi(s)Xo(s)K+B1s6/12/202131第二章习题解答2-10绘出图示无源电网络的方框图,并求各自的传递函数。R1C1C2R2uiuob)C1R1R2uo(t)ui(t)C2d)6/12/202132第二章习题解答解:R1C1C2R2uiuob)i1i26/12/202133第二章习题解答Ui(s)Uo(s)I1(s)I2(s)6/12/202134第二章习题解答d)C1R1R2uo(t)ui(t)C2i1(t)i2(t)i3(t)6/12/

8、202135第二章习题解答C1sUi(s)Uo(s)I1(s)I2

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