控制工程基础习题.ppt

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1、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；开、关门位置电位器放大器电动机绞盘大门实际位置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)R1CR2uiuoc)K1BxiK2xod

2、)R1CR2uiuoe)K1xiK2Bxof)解：CRuiuoa)iBxiKxob)fB(t)fK(t)R1CR2uiuoc)iRiCiK1BxiK2xod)f1(t)f2(t)K1xiK2Bxof)R1CR2uiuoe)i易见：a)与b)、c)与d)、e)与f)为相似系统。试用部分分式法求下列函数的拉氏反变换。1）2）3）4）5）解：1）2）3）4）5）利用拉氏变换求解下列微分方程。1）2）解：1）2）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)输入解：K1B2xo(t)m输出K2abfi(t)输入x(t)K1K2

3、fi(t)xo(t)fK1(t)fK2(t)KB1xiB2xom输入输出B2sXi(s)Xo(s)K+B1s基于方框图简化法则，求图示系统的闭环传递函数。Xi(s)G1G2G3H2H1G4Xo(s)Xi(s)G1G2G3H2H1/G3G4Xo(s)Xi(s)G1G2G3H2H1G4Xo(s)解：Xi(s)G1G2G3H2+H1/G3H1/G3G4Xo(s)Xi(s)G1H1/G3G4Xo(s)Xi(s)Xo(s)G4Xi(s)Xo(s)系统方框图如下，图中Xi(s)为输入，N(s)为扰动。求传递函数Xo(s)/Xi(s)和Xo(s)/N(s)。若要消除扰动对输入的影响(即Xo(s)/N

4、(s)=0)，试确定G0(s)值。_K4N(s)K1G0(s)Xi(s)Xo(s)+_解：1.令N(s)=0，则系统框图简化为：K1Xi(s)Xo(s)_所以：令Xi(s)=0，则系统框图简化为：_K4G0(s)N(s)Xo(s)_2)由，有：温度计的传递函数为1/(Ts+1)，现用该温度计测量一容器内水的温度，发现需要1min的时间才能指示出实际水温98％的数值，求此温度计的时间常数T。若给容器加热，使水温以10C/min的速度变化，问此温度计的稳态指示误差是多少？第三章习题解答解：温度计的单位阶跃响应为：由题意：解得：给容器加热时，输入信号：已知系统的单位阶跃响应为：求

5、：1）系统的闭环传递函数；2）系统阻尼比和无阻尼固有频率n。解：1）2）对比二阶系统的标准形式：有：对图示系统，要使系统的最大超调量等于0.2，峰值时间等于1s，试确定增益K和Kh的数值，并确定此时系统的上升时间tr和调整时间ts。1+KhsXo(s)Xi(s)解：由题意：又：已知单位反馈系统的开环传递函数为：试分别求出系统在单位阶跃输入、单位速度输入和单位加速度输入时的稳态误差。解：系统为0型系统，易得：Kp=20，Kv=Ka=0从而：essp=1/21，essv=essa=。对于具有如下特征方程的反馈系统，试应用劳斯判据确定系统稳定时K的取值范围。1）2）解：1）s4110K

6、s3222s2218/22Ks12-484K/218s0K5）