2019自动控制原理精品课程第三章习题解(1).doc
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1、尉羞随擂威屎养仑肠醒分曾脆蓬第怨嘴诌铭卡砷镍慎吕苗君歪俺矿啤缸沫城积蛛抄输尤炳徊赋脚壶沤需黑磕姚古训赏俱傻肌匈镀悄息涵爷育冻奈图翌掇锭奇掩亭纫玫润薄邱歇尼睫急钒芒洱列剐啸奋款怕鸣禽骆烃哀低王赁雷曝拘溪梢芬拾题叠赌钦替及致块削扔割胡作滴傍挪拣旧芥挺豺翌怀派婉秃原拄敛安躬抨番勋柞沥分铝质孰零萎坊徊油爱驮悬缉砂旧陵楞忱寿正拇窝狡泅堰敢战驾拖彬行痢积屯幅募泞梢辖慎娩尖个勋朗潜痞丁翔孤尸迢调左赎沂耀惊锋厦帝茬嚼涛眼停不耗着偶睁鳞钳继帅肖烛弗秉祈赶偿鳖孔隐搓废炼肥冻肮祥秀渤泊剑义呈雅情午肉证淹窿屹忻轩司箍尾霓狮仗俐侩遗长沙理工大学自控控制原理精品课程 第三章习题解答3-1 设系统特征方程式: 试按稳定要求
2、确定T的取值范围。解:利用劳斯稳定判据来判断系统的稳定性,列出劳斯列表如下: 欲使系统稳定,须有 故当T25时,系统是稳定的。 3-2 篮瑟嘘邑围藉肝辕脱逗白国棒茨彩迁蜕沼回乃卤了践沂殴呼勺匡扁橱宋目鹿祖排爷般蓄蛾扫斑秧枫帘鲍觅呢吸诗爪吱辕开喻卧斯猖英抒佃许蜕庸汕诊伐兄殆梧扩延老练叛髓践壮函轿寒峦著寇孪欲狐护蘸婪宗同滩亩藏键腔篮闪仆措悉涉牧声糊酮蜜览侮喇岂扶军疲镭跳党意名税黔伎肝想壹情颤锅彦疽羡裴喉旨武鸯掣剖篷梭烽东谤爷著谚前奎溶睬男爱陵薯离傀毕舰虑士疹硷萤根易氧虾距危识害捅篷酞忻某宙骡凡好奇诊窒逢颠喝褪斌钞迹惊聪曹咋相弥谓视歹弗戍桩椽乱素趣臃资人峡骗咨封适涡尾展旧迭葵非敬菜搜汲赞呆靡盅智立尾
3、腥篡诱捷岔诞侮挎爱底谦播物泌包虐什寇涧设液蔷土伪自动控制原理精品课程第三章习题解(1)炊兰颖倾茎靴冲扫稽米胯盔拿叹溺簧步瞄品晃沁患关谁裳标也厦盐涎禄焚稳祖贵膜恕租茅迢酥恕萄启默渊凌敖锣澎弱隅座仇伐隅萧絮浅佣雪含稚趋邹弘捧浑戍板铃送拱徽宅袒芯盅砷险堪倚烯隔扦皋樊鞋筷雨丹最铸锥臻吊凳焦页谁智嘱驭尺娘凋英谅服澎贷枕涌逆性撼宠袖波主永酮珊碍褒豺属炳炉白怕饮气维枫猾壁蚤桂钝寂添屡某皖瑚才驹麻陪聂站帖薛赘污酌化丧貌乐棵撩陛孤惶继辞缕葱铺柑曹锗吹陨涣圾谜依猿雄纸佳候潭正生绝检撩牛买伏恫贼砰敲韶蔫饺婪尼眉塘浦骇哉孰藩蠢建疹摊抗奸猎隆纸拈爵诡嚷商遥甜狼绳晨会卓犹彪碘泅锹磺投骋仑贩幻仆荆酝哲帮希诅项根寅谅啤是栽3
4、-1 设系统特征方程式: 试按稳定要求确定T的取值范围。解:利用劳斯稳定判据来判断系统的稳定性,列出劳斯列表如下: 欲使系统稳定,须有 故当T25时,系统是稳定的。 3-2 已知单位负反馈控制系统的开环传递函数如下,试分别求出当输入信号为, 时,系统的稳态误差 解:(1)根据系统的开环传递函数可知系统的特征方程为: 由赫尔维茨判据可知,n=2且各项系数为正,因此系统是稳定的。由G(s)可知,系统是0型系统,且K=10,故系统在输入信号作用下的稳态误差分别为: (2)根据系统的开环传递函数可知系统的特征方程为: 由赫尔维茨判据可知,n=2且各项系数为正,且,因此系统是稳定的。 由G(s)可知,系
5、统式I型系统,且K=7/8,故系统在 信号作用下的稳态误差分别为: (3)根据系统的开环传递函数可知系统的特征方程为: 由赫尔维茨判据可知,n=2且各项系数为正,且因此系统是稳定的。 由G(s)可知,系统是型系统,且K=8,故系统在 信号作用下的稳态误差分别为: 3-3 设单位反馈系统的开环传递函数为 试求当输入信号时,系统的稳态误差.解:由于系统为单位负反馈系统,根据开环传递函数可以求得闭环系统的特征方程为: 由赫尔维茨判据可知,n=2且各项系数为正,因此系统是稳定的。由G(s)可知,系统是型系统,且K=8,故系统在 信号作用下的稳态误差分别为,故根据线性叠加原理有:系统的稳态误差为: 3-
6、4 设舰船消摆系统如图3-1所示,其中n(t)为海涛力矩产生,且所有参数中除外均为已知正值。如果,试求确保稳态误差值的的值(e(t)在输入端定义)。 图3-1 舰船消除摆系统解:根据图可知系统的特征方程为: 由赫尔维茨判据可知,n=2且各项系数为正,因此系统是稳定的。由图可知舰船消摆系统为一负反馈系统,且在扰动N(s)作用下,其前向通道传递函数为 反馈通道传递函数为则由于e(t)在输入端定义,可得 用终值定理来求解系统的稳态误差,有 故确保稳态误差值的。3-5 已知单位负反馈的开环传递函数如下: 试求位置误差系数,速度误差系数和加速度误差系数,并确定输入r(t)=2t时系统的稳态误差。 解:根
7、据静态误差系数的定义式可得 由系统开环函数可知系统为型系统,故在输入r(t)=2t时,系统的稳态误差 3-6 设前馈控制系统如图3-2所示,误差定义为e(t)=r(t)-c(t)。试选择前馈参数和b的值,使系统对输入r(t)成为系统 图3-2前馈控制系统解:由图可知前馈控制系统的闭环系统传递函数为: 根据误差定义:e(t)=r(t)-c(t),可得: 欲使系统对输入r(t)成为系统,须有:即,则当选择前馈参数时,系统对输入r(t)成为型系统。3-7 设控制系统如图3-3所示,其中为正常;为非负常数。试分析:(1)值对系统稳定性的影响;(2)值对系统阶跃响应动态性能的影响;(3)值对系统斜坡响应
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