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《控制工程基础》第7章习题答案

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第7章习题答案

7-1

计算机数字控制系统的基本结构组成图，由数字控制器、检洲装置、执行器，被控对象、A /D和D/A等组成。

数字控制器由数字计算机实现，一般包括模数(A/D)转换器、数/模(D/A)转换器和控制算法等，整个系统的操作完全由计算机内的时钟控制，把实测信号转换成数字形式的时刻称为采样时刻，两次相邻采样之间的时间称为采样周期，记作T。数字计算机在对系统进行实时控制时，每隔个采样周期T对系统进行一次采样修正，在每个采样周期中，控制器要完成对于连续信号的采样编码(即A/D过程)和按控制律进行的数码运算，然后将计算结果由输出寄存器经解码网络将数码转换成连续信号(即D/A过程)。因此，A/D转换器和D/A转换器是计算机控制系统中的两个特殊环节.

7-2

信号采样的数学表达式

*0()()()netenTtnT

拉氏变换为

0*0[()]()()()nTsstnTsnTsnLtnTetedteEsenTe

设计离散系统时，香农采样定理是必须严格遵守的一条准则，因为它指明了从采

信号中不失真地复现原连续信号理论上所必需的最小采样周期T。

香农采样定理指出：如果采样器的输人信号()et具有有限带宽，并且有直到0的领率分量，则使信号()et完满地从采祥信号*()et中恢复过来的采样周期T，应满足下列条件，

022T

采样定理表达式与02s是等价的。在满足香农采样定理的条件下，要想不失真地复现采样器的输入信号，需要采用理想低通滤波器。

应当指出，香农采样定理只是给出了一个选择采样周期T或采样频率sf的指导原则，它给出的是由采样脉冲序列无失真地再现原连续信号所允许的最大采样周期，或最低采样领率。在控制工程中，一般总是取02s，而不取02s的情形。

7-3

（1）查表可知，3()Ezz （2）查表可知，2sin10()2cos101zTEzzzT

（3）34()1tzzEzzze

（4）查表可知，2()(1)TzEzz

（5）12201()1..........11nnnnnEzazazazazzazza

（6）部分分式法求得

2222221/1/1/()111()(1)1aTaaaEssssaTzzzEzazazaze

（7）查表可知，(1)()(1)()aTaTezEzzze

（8）

22211()(1)()1(1)(1)EssszTzzzTEzzzz将原函数表达式分解为再对各个部分查表，得

7-4

（1）211lim()lim(1)()lim(1)0(0.8)(0.1)nzzzenTzEzzzz

（2）211lim()lim(1)()lim(1)(1)nzzTzenTzEzzz

（3）121lim(1)()4lim(1)4(1)(2)zzzXzzzzz

7-5

*0101010(1)()(1)(2)(2)(1)()10*(21)()10(21)()nnnzzzEzzzzzenTettnT

1212212345*033(2)()122135791113......()(23)()nzzzEzzzzzzzzzzetntnT

（3）查表可知，()0.2tTet

7-6

7-7

25252525252255,2525()()2510110110102532353310()()()3()()TTTTTTTTTTzzZZszeszezzaGzzezezzZZsssszezezeebGzzeze，，

7-8

(1) 由特征方程得到

1212zz，

所以系统不稳定。

(2) 由特征方程得到

120.3160.5180.3160.518zjzj，

所以系统稳定。

7-9，7-10略

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工程力学教程篇(第二版)习题第7章答案

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第7章 刚体的平面运动

习题

7-1 直杆AB长为l，两端分别沿着水平和铅直方向运动，已知点A的速度A为常矢量，试求当60时，点B的速度和杆AB的角速度。

（a） （b）

解法一（如图a）

1.运动分析：杆AB作平面运动。

2.速度分析：ABABvvv，作速度矢量合成图 I

AAB360tan AABA260cos/

ABAlAB2

解法二（如图b）

1.运动分析：杆AB作平面运动。

2.速度分析：杆AB的速度瞬心是点I。

APA AAll260cos

AABllBP3260sin 7-2曲柄OA作定轴转动，通过连杆AB带动滑块B沿直线运动。已知OA=2m，srad/6，试求图示位置时，滑块B的速度以及连杆AB的角速度。

解：1.运动分析：杆AB均作一般平面运动，滑块作直线运动，杆OA作定轴转动。

2.速度分析：

对杆AB，smOAA/12

ABABvvv或ABBABAvv][][ 30cosBA smB/38

smABA/3430tan sradABBAAB/2

7-3 图示机构，滑块B以sm/12的速度沿滑道斜向上运动，试求图示瞬时杆OA与杆AB的角速度。

解：AB杆运动的瞬心为I点。

ABBBP

sradBAB/325.043

smAPABA/2.7323.043 4.0OAA sradOA/184.02.7

或利s/m.BA2753 7-4曲柄OA作定轴转动，通过连杆AB带动圆轮B沿直线作纯滚动。已知OA=2m，，圆轮半径为2m，srad/60，试求图示位置时，轮心的速度，圆轮的角速度及连杆AB的角速度。

高电压工程基础-第11章习题答案

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第11章 习题

11-1变电所中的大气过电压有几种？如何防止？

直击雷过电压和感应雷过电压两种。

对于直击雷的防护措施是采用避雷针、避雷线及良好的接地网。

对入侵波防护的措施是在变电所、发电厂内安装避雷器以限制电气设备上的过电压幅值；同时发电厂、变电所通过进线保护段上采取相应的措施，对于直配电机，在电机母线上装设电容器，限制入侵波的陡度。

11-2 当用避雷器保护变压器时，避雷器动作后，作用于变压器的电压高于避雷器的残压，为什么？

当避雷器和变压器有一段距离时，雷击高压线路后，避雷器动作，雷电波在运动，不管被保护设备在避雷器来波前面还是在避雷器来波后面，两者之间始终出现一个电压差，由分析可知，数值为Δu=2alv，这就是为什么变压器上的电压会高于避雷器上的残压的原因，也说明避雷器有一定的保护范围（距离）。

11-3 某 220kV 变电所一路出线，其允许侵入波陡度为 300kV/μs，若分别用普通阀式避雷器、磁吹避雷器、金属氧化物避雷器来保护变压器，试估算避雷器与变压器的最大电气距离。

解：避雷器与变压器的最大电气距离为：=2/jRmuulv。

根据教材174-175页表9-1至9-3，可以找到：

普通阀式避雷器5kA残压为652kV、磁吹避雷器5kA残压为520kV，金属氧化物避雷器10kA残压不大于520kV。

取变压器三次截波耐压值最大值为1090kV，波速为300m/s，根据上面的公式可得：

普通阀式避雷器：1090652==219m2/2300/300jRmuulv；

磁吹阀式避雷器：1090520==285m2/2300/300jRmuulv；

金属氧化物按照10kA残压计算，同上，285mml。 11-4 试述变电所进线保护段的标准接线中各元件的作用。

变电站进线段保护标准接线中，对1~2公里这段线路采取加强防雷措施，提高输电线路的耐雷水平。保护进线段的作用是限制避雷器动作时流过的冲击电流不超过允许值以及降低进入变电站的雷电侵入波电压的波头陡度。在雷雨季节线路可能处于开路状态而另一侧又带电时，应在进线段末端对地装设管式避雷器，目的在于防止线路上有雷电波侵入时，断路器打开而在线路末端发生全反射引起断路器端口击穿或外绝缘闪络，即造成断路器或隔离开关绝缘部件的毁坏。要注意，断路器或隔离开关合闸时，该管式避雷器不应在雷电侵入波作用下动作，以免产生截波危及有绕组设备的纵绝缘。

单片机基础与应用习题答案第7章

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第7章 串行口通信技术

参考答案

一、单选题

C B A D A C A A B B

二、填空题

1．并行通信、串行通信 2. 同步串行通信、异步串行通信

3. 起始位、数据位、校验位、停止位 4. 高，空闲位 5. 同步移位寄存器

6. TXD，RXD 7. 时钟频率fosc，时钟频率fosc、PCON中的SMOD位

8. 1位起始位、8位数据位、1位停止位 9. 定时器T1的溢出率、SMOD

10. 进行电平转换

三、简答题

1. 并行通信速度快，传输线多，适合于近距离的数据通信，但硬件接线成本高；串行通信速度慢，但硬件成本低，传输线少，适合于长距离数据传输。

2．异步串行通信每次发送由起始位、数据位、校验位和停止位四部分构成的而一个字符帧，起始位：位于字符帧开头，只占一位，低电平，用于向接收设备表示发送端开始发送一帧信息。数据位：紧跟起始位之后的数据信息，低位在前，高位在后，用户可以自己定义数据位的长度。校验位：位于数据位之后，仅占一位，用来表征串行通信中采用奇校验还是偶校验，由用户编程决定。停止位：用来表征字符帧结束的位，高电平，通常可取1位、1.5位或2位。

3. 在方式1和方式3下，波特率由定时器T1的溢出率和SMOD共同决定。即：

方式1和方式3的波特率=1T322SMOD溢出率

当定时器/计数器T1做波特率发生器使用时，通常工作在模式2，即自动重装载的8位定时器，此时TL1作计数用，自动重装载的值在TH1内。设计数的预置值（初始值）为X，那么每过256-X个机器周期，定时器/计数器溢出一次，溢出周期为：)X256(f12osc。

溢出率为溢出周期的倒数，所以，波特率=)X256(12f322oscSMOD。

控制工程基础课后习题及答案

控制工程基础课后习题及答案

控制工程基础课后习题及答案

下面是控制工程基础课后习题及答案的一个示例，供参考。

1. 什么是控制工程？ 答：控制工程是一门研究如何设计、分析和实现控制系统的工程学科。它涉及到自动控制理论、系统建模、信号处理、电路设计等多个领域。

2. 控制系统的基本组成部分有哪些？ 答：控制系统的基本组成部分包括传感器、执行器、控制器和反馈系统。传感器用于获取被控对象的状态信息，执行器用于实现控制指令，控制器用于生成控制指令，反馈系统用于将被控对象的输出信息反馈给控制器进行调节。

3. 什么是开环控制系统和闭环控制系统？ 答：开环控制系统是指控制器的输出不受被控对象输出的影响，只根据预先设定的控制指令进行控制。闭环控制系统是指控制器的输出根据被控对象的输出进行调节，通过反馈系统实现控制。

4. 请简述PID控制器的工作原理。 答：PID控制器是一种常用的控制器，其工作原理基于对误差信号进行比例、积分和微分处理。比例项根据误差的大小产生控制指令，积分项根据误差的累积产生控制指令，微分项根据误差的变化率产生控制指令。PID控制器的输出是这三个项的加权和。

5. 什么是控制系统的稳定性？ 答：控制系统的稳定性指的是在系统输入变化或外部干扰的情况下，系统输出能够保持在可接受范围内的能力。稳定的控制系统可以实现良好的跟踪性能和抗干扰能力。

6. 如何评价一个控制系统的稳定性？ 答：一个控制系统的稳定性可以通过判断系统的极点位置来评价。如果系统的所有极点都位于左半平面，则系统是稳定的；如果系统存在极点位于右半平面，则系统是不稳定的。

7. 什么是系统的过渡过程和稳定过程？ 答：系统的过渡过程指的是系统从初始状态到稳定状态的过程，包括系统的响应时间、超调量等性能指标。系统的稳定过程指的是系统在达到稳定状态之后的行为，包括稳态误差、稳定精度等性能指标。

8. 如何设计一个稳定的控制系统？ 答：设计一个稳定的控制系统需要满足系统的稳定性条件，例如极点位置的要求。可以通过选择合适的控制器参数、采用合适的控制策略等方式来实现系统的稳定性。