王万良、赵燕伟《自动控制原理》机工版习题解答.pdf

《王万良、赵燕伟《自动控制原理》机工版习题解答.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、《《《自动控制原理《自动控制原理》》》习题解答》习题解答（（（非自动化类（非自动化类）））浙江工业大学王万良教材：：：王万良：王万良，，，赵燕伟编著，赵燕伟编著，，，自动控制原理，自动控制原理，，，机械工业出版社，机械工业出版社，，，2009.32009.3王万良，赵燕伟编著《自动控制原理》（非自动化类）（机械工业出版社）习题解答第第第1章习题解答１.１试举几个开环控制系统与闭环控制系统的例子，画出它们的框图，并说明它们的工作原理。解：开环：原始的蒸汽机速度控制系统、烧开水等；闭环：直流电动机自动调速系统

2、等；框图和工作原理略１.２根据图题1.2所示的电动机速度控制系统工作原理图（１）将a，b与c，d用线连接成负反馈系统；（２）画出系统方框图。+o电动机放u大ua负载r-aoob器o+测速发电机codo-图题1.2解：（1）a与d接，b与c接（2）系统方框图如下：１.３图题1.3所示为液位自动控制系统原理示意图。在任何情况下，希望液面高度c维持不变，说明系统工作原理并画出系统方框图。控制阀Qo+1浮子电位器减速器o-c电动机SM用水开关oo®+i-fQ2图题1.31王万良，赵燕伟编著《自动控制原理》（非自动

3、化类）（机械工业出版社）习题解答解：当液面下降时，浮子会带动电位器触头向上，使电动机电枢两端出现正电压，使电动机正向运转，通过减速器来增加控制阀的开度，增加进水量，从而使液面上升。同理，当液面上升时，浮子会带动电位器触头向下，使电动机电枢两端出现负电压，使电动机反向运转，通过减速器来减小控制阀的开度，减少进水量，从而使液面下降。因此，尽管用水量发生变化，总能够保持液位不变。液位自动控制方框图如下：2王万良，赵燕伟编著《自动控制原理》（非自动化类）（机械工业出版社）习题解答第第第2章习题解答2.1试求下列函

4、数的拉氏变换，设t<0时，x(t)=0:2(1)x(t)=2+3t+4t(2)x(t)=5sin2t-2cos2t1-t(3)x(t)=1-eT-4.0t(4)x(t)=ecos12t238解：（1）X(s)=++23sss10-2s（2）X(s)=2s+41(3)X(s)=T1s(s+)T(4)X(s)=s2(s+4.0)(s+144)2.2试求下列象函X(s)的拉氏反变换x(t)：s（1）X(s)=(s+1)(s+)222s-5s+1（2）X(s)=2s(s+)123s+2s+8（3）X(s)=2s(

5、s+2)(s+2s+)4解：-t-2t（1）-e+2e（2）1-5sint+cost-2t-t(3)1-2e-ecos3t2.3已知系统的微分方程为2dy(t)dy(t)+2+2y(t)=r(t)2dtdt·式中，系统输入变量为r(t)=s(t)，并设y)0(=y)0(=0，求系统的输出y(t)。解：（1）对微分方程进行拉氏变换得2sY(s)+2sY(s)+2Y(s)=1（2）由上式求出系统输出量的表达式1Y(s)=2s+2s+2（3）对上氏进行拉氏反变换，求出y(t)。-ty(t)=-4esint此即为

6、系统输出量y(t)的状态方程。3王万良，赵燕伟编著《自动控制原理》（非自动化类）（机械工业出版社）习题解答2.4列写图题2.4所示RLC电路的微分方程。其中，ui为输入变量，uo为输出变量。RLuiCuo图题2.4解：设电路中电流为，则：duoi=C×dtiR+Ldi+u=uoidt2duduoo整理得：LC+RC+u=u2oidtdt2.5列写图题2.5所示RLC电路的微分方程，其中，u为输入变量，u为输出变量。ioLui(t)RCuo(t)图题2.5解：设流过L的电流为i，流经R的电流为

7、i，流经C的电流为i，则：12i+i=i121idt=u()t∫2oC，iR1=uo()tdiuo()t+L=ui()tdt2duto()Lduto()整理得：LC2++uto()=uti()dtRdt2.6设运算放大器放大倍数很大，输入阻抗很大，输出阻抗很小。求图题2.6所示运算放大电路的传递函数。其中，ui为输入变量,uo为输出变量。RC1-i+uiuoR2图题2.6iR=uu()s11io解：,整理得传递函数为：=--1idt=uus()RCSi1∫oC4王万良，赵燕伟编

8、著《自动控制原理》（非自动化类）（机械工业出版社）习题解答C(s)2.7简化图题2.7所示系统的结构图，并求传递函数。R(s)R(s)C(s)G1(s)G2(s)--H1(s)H2(s)+图题2.7解：设G后为X,H前为Y，根据结构图写出线性代数方程组：11X=GRHY1(-1)Y=HC-X2C=GX2消去中间变量X,Y得传递函数为：Cs()GsGs()()=12Rs()1+GsGsHsHs()()()()-GsHs