15秋地大《自动控制原理》离线作业答案

《15秋地大《自动控制原理》离线作业答案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、地大《自动控制原理》离线作业一、开环控制系统和闭环控制系统的主要特点是什么？（10分）答：开环系统的主要特征是：(1)结构简单，功率消耗较小；(2)控制装置与受控对象之间只有顺向关系，而无反向关系；(3)它只改变控制量，对被控变量进行控制，在整个控制过程中，被控变量的变化情况对控制量不产生任何影响；(4)不具备自动修正偏差的能力。闭环系统的主要特征是：(1)对误差有校正作用；(2)可对精度有较高的要求。二、建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。（20分）三、何为比例环节？何为积分环节？（10分）答：在阶跃扰动下，其输出立即成比

2、例地反应一个阶跃，这种环节称为比例环节。比例调节器的整定参数是比例带（比例度）δ，它是比例作用范围与输入信号范围之比。它的物理意义是调节机构的位移改变100%被调量应有的改变量，即调节阀从全开到全关时，被调量需要改变的数量。积分环节的输出量是由其输入量随时间的积累而得到的，具有这种动态特性的环节称为积分环节。积分调节器可以消除被调量的稳态偏差，实现无差调节。积分作用不可考虑被调量变化的大小和方向，只要偏差一样，就以同样大小的速度去动作执行机构，这就使系统产生了过调现象。四、已知单位反馈系统的开环传递函数， (l)求使系统稳定的开环增益

3、k的取值范围；（8分）(2)求k=1时的幅值裕量；（8分）(3)求k=1.2，输入x(t)=1+0.06t时的系统的稳态误差值ess。（4分）答：1)系统的特征方程为：由劳斯阵列得:0

4、远处。(2)实轴上的根轨迹：实轴上的0至-1和-2至-∞间的线段是根轨迹。(3)渐近线:渐近线的倾角分别为±60°，180°。渐近线与实轴的交点为σa==-1(4)分离点:根据公式，得：s1=-0.42，s2=-1.58，因为分离点必须位于0和-1之间，可见s2不是实际的分离点，s1=-0.42才是实际分离点。(5)根轨迹与虚轴的交点：ω1=0,K*=0;ω2,3=±1.414,K*=6根据以上结果绘制的根轨迹如下图所示。2)由根轨迹法可知系统的稳定范围是:0

5、)/s2，绘制奈奎斯特曲线，判别系统的稳定性；并用劳斯判据验证其正确性。（20分）解：（1）、系统开环传函　，输入信号为单位斜坡函数时的稳态误差为　　　，由于要求稳态误差不大于0.05，取　　　　故　　　　　（2）、校正前系统的相角裕度　　计算：　得　　　rad/s；　而幅值裕度为无穷大，因为不存在。（3）、根据校正后系统对相位裕度的要求，确定超前环节应提供的相位补偿角　　　（4）、校正网络参数计算　　　　　　（5）、超前校正环节在处的幅值为：　　　　　　　　使校正后的截止频率发生在处，故在此频率处原系统的幅值应为－5.31dB解得　

6、　　　　（6）、计算超前网络　　　　在放大3.4倍后，超前校正网络为　　　　　　　　　校正后的总开环传函为：　　　　　（7）校验性能指标　相角裕度　　由于校正后的相角始终大于－180o，故幅值裕度为无穷大。　符合设计性能指标要求。