自控书中习题

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1、第一章习题1-1、何谓自动控制？典型自动控制系统由哪些环节组成？各环节在系统中起什么彳乍?1-2.负反馈控制系统的特点是什么？指出反馈在系统屮的作用。1-3.图1-20是水位自动控制系统的示意图。图中Q、Q分别为进水流量和岀水流量，控制的目的是保持水位为一定的高度，试说明该控制系统的工作原理并画出其方框图。浮子图1-20水位自动控制系统的示意图1-4.图1-21是液位自动控制系统的示意图。要求液位保持不变，试说明该控制系统的工作原理，画出其方框图，并与习题1-3的系统作比较，其控制效果有何不同？图1-21液位自动控制系统的示意

2、图1-5、图1-22是仓库大门自动控制系统的示意图，试说明该控制系统的工作原理,并画出其方框图。图1-22仓库人门自动控制系统1-6.图1-23所示是自动平衡仪表，实质上是一个电压随动系统，试画出系统的控制方框图，并说明工作原理。图1-23自动平衡仪表1-7.图1-24是电炉温度控制系统原理示意图，试分析系统保持电炉温度恒定的工作过程，指岀系统的被控对象、被控量以及各部件的作用，最后画出系统方框图。1-8.图1-25表示一个角位置随动系统。系统的任务是控制工作机械角位置◎随时跟踪手柄转角0。试分析其工作原理，并画出系统方框图。

3、图1-25角位置随动系统(a)uc一丄(a)图2■2题16■2图第二章习题2-1试分别列写图2-60所示电路的微分方程式。R、Lo-1—y-UrC-pUc0〔(b)图2-60题2-1图2・2试证明图2・61（a）的电网络与（b）的机械系统有相同的数学模型。C,2-3在液压系统管道中，设通过阀门的流量Q满足流量方程Q=式中K为比例系数，P为阀前后压差。如流量Q与压差P在其平衡点（Qo,Po）附近作微小变化，试导出线性化流量方程。2心求出图2-62所示电路的传递函数谿隔&O4-Ur十厂+・oUc(a)(b)图3-62题2-4图1-

4、5由运算放大器组成的控制系统模拟电路如图2-63所示，试求闭环传递函数C($)恥）rX,G)=/?(5)G,(5)—G,Cv)[G7U)—G8G)]C($)x2(s)=G2($)[X](s)-G6(s)X3(5)]X3(5)=[X2(5)-G5(5)C(5)]G3(5)IC(5)=G4(5)X3(5)1-7简化图2®所示系统的结构图并求出传递函数器。R(s)C（£）-g2co(c)图2-64题2-7图1-8简化结构图并求出传递函数需、器。R(s)丿H(s)vC（5）(a)图2-65题2-8图1-9系统结构图如图紳所示，试求传递

5、函数赭、鵲、器、誥。呂（号€^「（、C,（5）—►G（Q——tG4(s)G2（5）pc2(s)($)图2-66题2-9图"10系统信号流图如图用所示，试用梅逊公式求其传递函数緒。j图2-67题2-10图2・U试绘制图2-65中各系统结构图对应的信号流图，并用梅逊公式求其传递函数C(s)C(s)R(s)N(s)第三章习题1-1系统在r⑴=1(/)+r作用下。测得响应c(t)=/+0.9-0.9严,已知零状态为零,试求系统的传递函数。3・2—个电磁线圈，参数R=200Q,L=H,取电压为输入量，电流为输出量,试计算线圈的过渡过程

6、时间。1-3已知一阶元件的传递函数G($)=」一，今欲采用负反馈的办法将调节时间0.25+1R(s)减小为原来的0.1倍，并保证总放大倍数不变，试选择Kh及K。的值。C(s)GG)—厂＞Kh图3-42题3.3图1-4如单位反馈系统开环传递函数为Gk(s)=』一，试求其单位阶跃响应性能s(s+3)指标r八tp>及》％。1-5今测得单位反馈二阶系统的单位阶跃响应如图3-43所示，试确定其闭环传递函数。3・6系统结构图如图3・44所示，要求J%^15%,。二0.8秒，试确定&和«的数值。恥)厂、厂、«C(5)J—A)_►“1八Jh5

7、(5+1)Kts—图3-44题3.6图3-7若二阶系统单位阶跃响应为h(t)=1+0.2严山-1.2訂"(r>0)(1)试求其闭环传递函数；(2)确定$及©数值。3-8设系统特征方程如下，试用代数判据判別其稳定性，若不稳定，指出右半S平面的根数，并计算纯虚根的数值。(1)/+2?+852+45+3=0(2)?+/+3?+9?+165+10=0(3)f+20〃+5芒+70〃+4$+50=0(4)?+2?+6?+85+8=0K(0.5s+l)s($+l)(0.5s"+5+1)(5)454+10?+552+5+2=03-9已知单位反

8、馈系统的开环传递函数为Gk(5)=定时的K值范围。3-10已知一单位反馈系统，其开环传递函数为Gk(s)=K($+l)+as2+25+1欲使系统产牛con=2rad/s的等幅振荡，试用劳斯判据确定K和g的数值。3-11系统结构图如图3・45所示，试用劳斯判据确定使系统稳定的K