自动控制理论第四版课后习题详细解答答案(夏德钤翁贻方版)
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《自动控制理论(夏德钤)》习题答案详解第二章2-1试求图2-T-1所示RC 网络的传递函数。
(a)11111111+=+⋅=Cs R R CsR Cs R z ,22R z =,则传递函数为: (b)设流过1C 、2C 的电流分别为1I 、2I ,根据电路图列出电压方程: 并且有联立三式可消去)(1s I 与)(2s I ,则传递函数为:2-2假设图2-T-2的运算放大器均为理想放大器,试写出以i u 为输入,o u 为输出的传递函数。
(a)由运算放大器虚短、虚断特性可知:dtdu C dt du C R u i i 0+-=,0u u u i c -=, 对上式进行拉氏变换得到故传递函数为(b)由运放虚短、虚断特性有:022=-+--R u R u u dt du C c c i c ,0210=+R u R u c , 联立两式消去c u 得到对该式进行拉氏变换得故此传递函数为(c)02/2/110=+-+R u R u u dt du C c c c ,且21R u R u c i -=,联立两式可消去c u 得到 对该式进行拉氏变换得到故此传递函数为2-3试求图2-T-3中以电枢电压a u 为输入量,以电动机的转角θ为输出量的微分方程式和传递函数。
解:设激磁磁通f f i K =φ恒定2-4一位置随动系统的原理图如图2-T-4所示。
电动机通过传动链带动负载及电位器的滑动触点一起移动,用电位器检测负载运动的位移,图中以c 表示电位器滑动触点的位置。
另一电位器用来给定负载运动的位移,此电位器的滑动触点的位置(图中以r 表示)即为该随动系统的参考输入。
两电位器滑动触点间的电压差e u 即是无惯性放大器(放大系数为a K )的输入,放大器向直流电动机M 供电,电枢电压为u ,电流为I 。
电动机的角位移为θ。
解:()()()φφφπφm A m e a a a a m A C K s C C f R i s J R f L i Js iL C K s R s C +⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=26023 2-5图2-T-5所示电路中,二极管是一个非线性元件,其电流d i 与d u 间的关系为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=-110026.06d u de i 。
《自动控制理论 (夏德钤)》习题答案详解第二章2-1 试求图2-T-1所示RC 网络的传递函数。
(a)11111111+=+⋅=Cs R R CsR Cs R z ,22R z =,则传递函数为: 2121221212)()(R R Cs R R R Cs R R z z z s U s U i o +++=+= (b) 设流过1C 、2C 的电流分别为1I 、2I ,根据电路图列出电压方程:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=++=)(1)()]()([)(1)(2221111s I s C s U s I s I R s I sC s U o i 并且有)()1()(122211s I sC R s I s C += 联立三式可消去)(1s I 与)(2s I ,则传递函数为:1)(1111)()(222111221212211112++++=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=s C R C R C R s C C R R R s C R s C s C R sC s U s U i o2-2 假设图2-T-2的运算放大器均为理想放大器,试写出以i u 为输入,o u 为输出的传递函数。
(a)由运算放大器虚短、虚断特性可知:dtduC dt du C R u i i 0+-=,0u u u i c -=, 对上式进行拉氏变换得到)()()(0s sU s sU RCs U i i +-= 故传递函数为RCsRCs s U s U i 1)()(0+=(b)由运放虚短、虚断特性有:022=-+--R u R u u dt du Cc c i c ,0210=+R u R u c ,联立两式消去c u 得到02220101=++⋅u R u R dt du R CR i 对该式进行拉氏变换得0)(2)(2)(20101=++s U R s U R s sU R CR i 故此传递函数为)4(4)()(10+-=RCs R R s U s U i (c)02/2/110=+-+R u R u u dt du Cc c c ,且21R uR u c i -=,联立两式可消去c u 得到 0222101=++⋅Ru R u dt du R CR ii 对该式进行拉氏变换得到0)(2)(2)(2011=++⋅s U Rs U R s sU R CR i i 故此传递函数为RCs R R s U s U i 4)4()()(110+-= 2-3 试求图2-T-3中以电枢电压a u 为输入量,以电动机的转角θ为输出量的微分方程式和传递函数。
自动控制理论第四版课后习题详细解答答案夏德钤翁贻方版集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#《自动控制理论 (夏德钤)》习题答案详解第二章2-1 试求图2-T-1所示RC 网络的传递函数。
(a)11111111+=+⋅=Cs R R CsR Cs R z ,22R z =,则传递函数为: (b) 设流过1C 、2C 的电流分别为1I 、2I ,根据电路图列出电压方程: 并且有联立三式可消去)(1s I 与)(2s I ,则传递函数为:2-2 假设图2-T-2的运算放大器均为理想放大器,试写出以i u 为输入,o u 为输出的传递函数。
(a)由运算放大器虚短、虚断特性可知:dtduC dt du C R u i i 0+-=,0u u u i c -=, 对上式进行拉氏变换得到 故传递函数为(b)由运放虚短、虚断特性有:022=-+--R u R u u dt du C c c i c ,0210=+R u R u c ,联立两式消去c u 得到 对该式进行拉氏变换得 故此传递函数为 (c)02/2/110=+-+R u R u u dt du Cc c c ,且21R uR u c i -=,联立两式可消去c u 得到 对该式进行拉氏变换得到 故此传递函数为2-3 试求图2-T-3中以电枢电压a u 为输入量,以电动机的转角θ为输出量的微分方程式和传递函数。
解:设激磁磁通f f i K =φ恒定2-4 一位置随动系统的原理图如图2-T-4所示。
电动机通过传动链带动负载及电位器的滑动触点一起移动,用电位器检测负载运动的位移,图中以c 表示电位器滑动触点的位置。
另一电位器用来给定负载运动的位移,此电位器的滑动触点的位置(图中以r 表示)即为该随动系统的参考输入。
两电位器滑动触点间的电压差e u 即是无惯性放大器(放大系数为a K )的输入,放大器向直流电动机M 供电,电枢电压为u ,电流为I 。
自动控制原理第4版夏德吟课后答案第一章简介1.1自动控制原理是现代控制理论和方法的基础,它是电气自动化、机械自动化、工业过程控制和自动化等专业的重要课程之一。
本书是夏德吟教授编写的自动控制原理课程的第4版,主要针对大学本科生进行授课。
1.2 主要内容本书共分为六个部分,分别是自动控制基础、一阶惯性系统、二阶惯性系统、校正器设计、稳定性分析和设计、多变量系统控制。
1.3 课后答案本书为了帮助学生更好地学习和理解自动控制原理,特别编写了课后习题,并提供了课后答案,供学生参考和自学使用。
下面是第4版自动控制原理的课后答案。
第二章自动控制基础2.1 控制系统基础知识1.什么是控制系统?控制系统是由输入、输出和反馈组成的一种系统,用于控制和调节系统的运行状态,使系统保持在期望的状态。
2.控制系统的基本要素有哪些?控制系统的基本要素有输入、输出、执行器和传感器。
3.什么是开环控制系统?开环控制系统是一种不考虑系统输出与期望输出之间差异的控制系统,只根据输入信号给予执行器驱动,没有反馈环节。
4.什么是闭环控制系统?闭环控制系统是一种根据系统输出与期望输出之间差异进行调节的控制系统,通过传感器获取系统输出,并与期望输出进行比较,然后调节执行器来达到期望输出。
2.2 控制系统的数学建模1.什么是传递函数?传递函数是用来描述线性时不变系统的输入输出关系的函数,通常用G(s)表示,其中s为复变量。
2.什么是系统的零点和极点?系统的零点是传递函数为0的点,系统的极点是传递函数为无穷大的点。
3.什么是单位阶跃响应?单位阶跃响应是指输入信号为单位阶跃函数时系统的输出响应。
4.什么是单位脉冲响应?单位脉冲响应是指输入信号为单位脉冲函数时系统的输出响应。
2.3 时域分析1.什么是系统的稳定性?系统的稳定性是指系统的输出在无穷大时间内是否趋于稳定,即系统的输出是否收敛。
2.什么是系统的阻尼比?系统的阻尼比是描述系统阻尼程度的参数,用ζ表示。