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1、1-3解：1）工作原理：电压u2反映大门的实际位置，电压ul由开（关）门开关的指令状态决定，两电压之差△u=ul-u2驱动伺服电动机，进而通过传动装置控制大门的开启。当大门在打开位置，u2=u上：如合上开门开关，ul=u上，Au=O,大门不动作；如合上关门开关，ul=uT,Au<0,大门逐渐关闭，直至完全关闭,使△u=0。当大门在关闭位置，u2=u下：如合上开门开关，ul=u上，Au>0,大门执行开门指令，直至完全打开，使△□=（）；如合上关门开关，ul=u下，Au=0,大门不动作。2）控制系统方框图1-
2、4解：1）控制系统方框图a）系绅方桶图2）工作原理：a）水箱是控制对象，水箱的水位是被控量，水位的给定值h，由浮球顶杆的长度给定，杠杆平衡时，进水阀位于某一开度，水位保持在给定值。当有扰动（水的使用流出量和给水压力的波动）时，水位发生降低（升高），浮球位置也随着降低（升高），通过杠杆机构是进水阀的开度增人（减小），进入水箱的水流量增加（减小），水位升高（降低），浮球也随Z升高（降低），进水阀开度增大（减小）量减小，直至达到新的水位平衡。此为连续控制系统。b）水箱是控制对象，水箱的水位是被控量，水位的给定值
3、h，由浮球拉杆的长度给定。杠杆平衡时，进水阀位于某一开度，水位保持在给定值。当有扰动（水的使用流出量和给水压力的波动）时，水位发生降低（升高），浮球位置也随着降低（升高），到一定程度后，在浮球拉杆的带动下，电磁阀开关被闭合（断开），进水阀门完全打开（关闭），开始进水（断水），水位升高（降低），浮球也随之升高（降低），直至达到给定的水位高度。随后水位进一步发生升高（降低），到一主程度后，电磁阀乂发生一次打开（闭合）。此系统是离散控制系统。2・1解：b）确定输入输出变量xl,x2必2）dt得到一阶微分方程：+
4、dtdt（c）确定输入输出变量（ul,112）u{=ilRi+i2R2u2=i2^2得到一阶微分方程:弘专+（】+詐5譽+散d）确定输入输出变量xl,x2k2x2=B(―+人（兀［一兀2）得到一阶微分方程：B毎+（人+心）兀2二B生+R內dtdt(e)确定输入输出变量(til,u2)Wj=iR、+iR°H—jidf消去i得到-阶微分方程55）讐亡g知卡f）确左输入输出变量xl,x2k2(x2-x3)=k](x]-x2)门dXqfz、B一=k9(x.-x.)dt〜〜消去x3得到一阶微分方程:叭7叫卄得到一阶
5、微分方程:+爲)兀2=clt~dt2・2解:1)确定输入、输出变量f（t）、x22)3)4)2/⑴-Ai⑴-Ai⑴-厶⑴=m「/〃3~fKrfB亍m2〃：；⑴对各元件列微分方程：dt~fK~KX；/b=B—~yat厶二九川］'）；/k2=K2^2dt拉氏变换・F($)—K
6、X
7、(s)—B*X
8、(s)—B3$[X】(£)—X2($)]="s2X
9、(s)…、•B35[X1(5)-X2(5)]-/Sr2X2(s)-B2sX2(s)=m2s2X2(s)消去中间变量：F($)+B3sX2(s)=(B
10、$
11、+(+B“+加]$2)B"+K]十+叫、5)拉氏反变换:d'xd?xB7B?zn.+Bvm,+B.m.)——+{B.BB1+K.m1+m.K1)——「d*dt3dt2+(K、B°+K}B.++儿禺)理+K、Km2二B.生dtdt2-3解:(2)21_5+1s+2(4)丄丄9$+41197+111+3(5+l)2(5)221(7+2)+(7+1)~(7+17一2严+2「-te^(6)-0.25x2s0.5x2x222.5+—s2+452+45+1s—0.5cos2t—sin2t—2,c+2.51-5解:1)
12、D(s)=0,得到极点:M(s)=0,得到零点:2)D(s)=0,得到极点:M(s)=0,得到零点:3)D(s)=0,得到极点:M⑸二0,得到零点:4)D(s)=0,得到极点:M(s)=0,得到零点:0,0,-2,-5—1,+00,+00,+00-2,-1,-20,0,—1°,-1+迥-1-朋，2，2—2,+00,+00—1,—2,-oo+001-8解：1)a)建立微分方程mx(t)=f(t)-fk[(t)一fk2(t)f⑴二"⑴b几⑴詁兀o(r)A2(0=k2(xQ(t)-x(t))仏⑴十沪B畔atb)
13、拉氏变换ms2X^s)=F(S)-Fk^-Fk2(S)F($)=f斥(s)bFki(s)=kiXQ(s)Fk2(s)=k2(XQ(S)-X(s))Fr2(s)=BsX(s)c)画单元框图(略)d)画系统框图m兀。(0=fk⑴+fsi(0—/bi(0fk(t)=k(xi(t)-xQ(t))2旭）建立微分方程:d（无⑴一化⑴）cltdx()(r)dtms2Xo(s)=Fk(5)+Fbx(5)一Fb2(s)b）拉氏变换:Fk(s)=
