部分习题参考答案

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1、部分习题答案仅供参考！第一章习题答案A1-4在日常也有许多人参与系统的控制。图A1-1是一个液位控制系统，其输出管路是一直开启的，控制目标是保持容器中的液位为恒值，液位由仪表中读出。(1)说明系统的工作原理，画出其框图，并指出系统的测量装置与执行装置；(2)配上适当的元器件，将系统改为自动控制系统，并说明其工作原理，画出系统框图，指出输入量、输出量、被测量和控制器。解：首先，系统要求液位有一个设定值，仪表测得液位的实际值，操作员将实际值与设定值相比较，如果实际值比设定值大，操作员就减小阀门的开度，从而使得液位下降，如果实际值比设定值小，操作员就增大阀门的开度，从而

2、使得液位上升。其框图如下：+−其中测量装置为仪表，执行装置为阀门。（应该将操作员放在比较器的位置上）（2）略B1-3图B1-2是补偿直流电机负载扰动的恒速调节系统。加法器反相器电uf位−器−−功率放大n负载直流电机Ria电压放大图B1-2补偿电机负载扰动的恒速调节系统(1)试分析系统补偿直流电机负载扰动的工作原理（当由于电机负载增大使转速降低，系统如何使转速恢复）；(2)为达到补偿目的，电压放大的输出极性应当是怎样的？为什么？解：(1)当电机负载增大时转速降低、反电势减小、电枢电流增大、反馈电压增大且与给定电压的极性相同,导致作用在电枢两端的电压增大,转速上升,直

3、到转速恢复。(2)应该与给定电压的极性相同。原因参见（1）。第二章习题答案C(s)A2-3求图A2-1信号流图的传递函数R(s)−H()s111K1Gs1()Gs2()sR(s)C(s)−H3(s)−H2(s)−1图A2-1题A2-3信号流图解：这个系统只有一个前向通道，而有四个回路L1、L2、L3和L4，没有两个及两个以上互不接触回路。回路是：KG(s)G(s)12L=−1sL=−G(s)G(s)H(s)2122L=−G(s)H(s)313L=−G(s)G(s)H(s)4121KG(s)G(s)12∆=1−(L+L+L+L)=1++G(s)G(s)H(s)123

4、4122s+G(s)H(s)+G(s)G(s)H(s)13121前向通路只有一条：KG(s)G(s)12P=∆1=11s所以C(s)KG1(s)G2(s)=R(s)s+KG(s)G(s)+sG(s)G(s)H(s)+sG(s)H(s)+sG(s)G(s)H(s)1212213121C(s)A2-4用梅逊公式求下列方块图的传递函数R(s)+15T1s+1s++R(s)+C(s)−+−+18T2s+1s(a)H1(s)G2(s)++R(s)+++C(s)G1(s)G3(s)−−H3(s)H2(s)+G4(s)(b)图A2-2题A2-4图解：(a)这个系统有四条前向通道

5、，五个回路，没有两个及以上互不接触回路。回路有：5L1=−sTs(1+)18L2=−sTs(1+)240L=−32sTs(1+)(1Ts+)1240L=42sTs(1++)(1Ts)1240L=−52sTs(1+)(1Ts+)12∆=1−(L+L+L+L+L)12345前向通路有四条：5P=∆,1=11sTs(1+)18P=∆,1=22sTs(1+)240P=−,1∆=332sTs(1++)(1Ts)1240P=∆,1=442sTs(1++)(1Ts)12所以Cs()5(sTs++1)8(sTs+1)21=（这个题目用解方程方便！）2Rs()sTs(++1)(Ts

6、1)5(++sTs1)8(++sTs1)+401221(b)这个系统有三个回路没有两个及以上互不接触回路：，LGsHs=()()131LGsHs=()()221LGsGsHsHs=()()()()31323∆=−1(GsHsGsHsGsGsHsHs)()(−)()(−)()()()31211323前向通路有四条：∆1=1PGsGs=()()112∆1=1PGsGs=()()213P=−GsGsGsHs()()()(),∆=1313433P=−GsGsGsHs()()()(),∆=1412434所以Cs()=Rs()GsGsGsGsGsGsGsHsGsGsGsHs(

7、)()+−()()()()()()−()()()()1213134312431()()()()()()()()−−−GsHsGsHsGsGsHsHs31211323A2-7汽车悬浮系统的简化模型如图A2-3所示。汽车行驶时轮子的垂直位移作为一个激励作用在汽车的悬浮系统上。图A2-3(b)是简化的悬浮系统模型。系统的输入是P点（车轮）的位移xi，车体的垂直运动xo为系统的输出。求系统的传递函数Xo(s)/Xi(s)。mkbxo车体Pxi(a)(b)图A2-3题A2-7汽车悬浮系统模型解：由牛顿定理可得2dxx()−dxiookxx()−+b=miodtdtXkbs+

8、o=2Xm