王万良《自动控制原理》高教版习题解答.pdf

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1、《《《自动控制原理《自动控制原理》》》习题解答》习题解答浙江工业大学王万良教材：：：王万良：王万良编著，，，自动控制原理，自动控制原理，，，高等教育出版社，高等教育出版社，，，2008.62009.3王万良编著《自动控制原理》（高等教育出版社）习题解答第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

2、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王万良编著《自动控制原理》（高等教育出版社）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

3、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：１.４下列各式是描述系统的微分方程，其中，r(t)为输入变量，c(t)为输出变量，判断哪些是线性定常或时变系统，哪些是非线性系统?32dc(t)dc(t)dc(t)(1)+3+6+8c(t)=r(t)；dt3dt2dtdct)(drt)((2)t+ct)(=rt)(+3；dtdtdct)((3)+act)(=krt)(。dt解：（1）线性定常。（2）线性时变（3）非线性。2王万良编著《自动控制原理》（高等教育出

4、版社）习题解答第2章习题解答2.1列写图题2.1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2.1解：设电路中电流为，则：duoi=C×dtiR+Ldi+u=uoidt2duduoo整理得：LC+RC+u=u2oidtdt2.2列写图题2.2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2.2解：设流过L的电流为i，流经R的电流为i，流经C的电流为i，则：12i+i=i121∫idt2=uo()tC，iR1=uo()tdiuo()t+L=ui()tdt2

5、duto()Lduto()整理得：LC2++uto()=uti()dtRdt2.3列写图题2.3所示电路的微分方程，并确定系统的传递函数。其中，ui为输入变量,uo为输出变量。R1uiuoRC2图题2.33王万良编著《自动控制原理》（高等教育出版社）习题解答解：设流过R的电流为i，流经C的电流为i，流经R的电流为i，则：1122i+i=i121iR=idt11∫2CiR=u2oiR+u=u11oidu111du整理得微分方程为：Co+(+)u=u+CioidtRRRdt121us()RRCSR+o122传递函数为：=us()RRCSR++Ri12122

6、.4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2.4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2.4iR=u1i解：1-idt=u∫oCu()s1o整理得传递函数为：=-us()RCSi1C(s)2.5简化图题2.5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2.5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()

7、()=12Rs()1+GsGsHsHs()()()()-GsHs()()1212114王万良编著《自动控制原理》（高等教育出版社）习题解答C(s)2.6简化图题2.6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2.6解：设G前为E，G前为X，根据结构图写出线性代数方程组：12E=RHHC-12X=GE-HC12C=XG2消除中间变量E,X得传递函数为：Cs()GsGs()()=12Rs()1+GsGsHsHs()()()()+GsHs()()121222C(s)2.7简