电网络分析选论5章动态电路的时域方程练习题

自动控制原理时域分析考试试题总汇3-1设二阶控制系统的单位阶跃响应曲线如图所示，若该系统为单位反馈控制系统， 试确定其单位传递函数。

解：由图知，该系统为欠阻尼二阶系统，从图中直接得出%30%=σ s t p 1.0=根据公式3.0%21==--ζπζσe1.012=-=ζωπn p t，解得358.0)(ln )(ln 222=+=σπσζ1265.331-=-=s t p n ζπω于是开环传递函数为)1.24(3.1132)2()(2+=+=s s s s s G n ζωω 3-2单位反馈控制系统的微分方程为)(200)(200)(10)(t r t c t c t c =++•••（1） — （2） 求系统的传递函数C(s)/R(s)（3） 求系统的阻尼比和自然振荡频率 （4） 求系统的开环传递函数 （5） 若r(t)=1+2t,求稳态误差（6） 若r(t)=2sin(10t+5),求稳态输出3-4设电子心率起搏器系统如图所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一纯积分器。

要求： （1） 若5.0=ζ对于最佳响应，问起搏器的增益K 应为多大（2） 若期望心速为60次/min ，并突然接通起搏器，问1s 后实际心速为多少瞬时最大心速为多大解：（1）系统的开环传递函数为：)105.0()(+=s s Ks G：所以闭环传递函数 Ks s KK s s K s 202020)105.0()(2++=++=φ5.0,202,202===ζζωωn n K解之得：K=20 20=n ω (2) 闭环传递函数写为40020400)(2++=s s s φ 闭环极点 j s 310102,1±-= 所以系统单位脉冲响应为)310sin 310(cos )(10t j t et h t+=- 所以阶跃响应 ⎰=τ)(60)(dt t h t c =)1(6010τ-+ec(1)=次/min 峰值时间181.025.0120141.312=-⨯=-=ζωπn p t s{%5.16%75.05.012===⨯---πζπζσee最大心率为m in /9.69%)5.161(60次=+⨯3-5已知控制系统结构如图所示，（1） 当b=0时，试确定单位阶跃输入时系统的阻尼系数、自然频率、最大超调量以及单位斜坡输入所引起的稳态误差。

第1章电路模型和电路定律一、填空:1、—1.5A2、电路中某支路电流为1A-，表示该支路电流的真实方向与参考方向相反。

若电路电流I的参考方向由a→b,若电压与电流为非关联参考方向，则电压参考方向为 b→a 。

已知I=3A，U= -5V,则功率P= -15W ，是吸收功率（吸收或发出)。

3、电路中A、B两点的电位分别为U A=20V,U B=-20V，则两点间电压U AB= 40V 。

4、一个理想电流源串联5Ω电阻时，流过电阻电流为2A，当改变电阻阻值为10Ω时，流过电阻电流为 2A 。

5、电压源不允许短路，电流源不允许开路。

6、电路中电压U= 115 V。

7、6Ω； 8、U =16 V、R = 2Ω；9、2Ω；10、20V；11、理想电压源，串联，理想电流源，并联 .12、-6Ω二、选择1-5、D、B、B、A、A、6-11、A、C、C、A、B、A三、计算1．在指定的电压u和电流i参考方向下，写出下列元件u和i的约束方程（VCR）。

解：（a）u = -10i（b)u = —10V2、如图所示电路，已知15i A=-，21i A =，62i A=,求4i.解:i3 = i1+i2 = -5+1 = 4A ; i4 = i6-i3= 2-4 = —2A3、求电路中电流I、电压U及电阻的功率P。

解：（a）I = 2—4 = —2A U = 3I = —6V P = UI = 12W(b) I= 6-2 = 4A U = 2I= 8V P= UI= 32W4、图示电路中，分别计算两个电流源的功率，并判断是吸收还是发出功率。

图7解：3A 电流源吸收9w ；6A 电流源发出18w5、U ab=16V6、如图11所示，试计算ＵAC , ＵAD 。

解：闭合回路中电流为1A ，ＵAC =ＵBC = —1×（20+10）+ 2 = -28 V ＵAD =ＵBD =ＵBC + 2 = -26 V7、图示电路中，求： (1）当开关Ｋ合上及断开后，ＵAB =？ (2）当开关Ｋ断开后，ＵCD =?解：（1）当开关合上时，ＵAB = 0 V当开关断开时,沿最大回顺时针绕行,其电流I = -20/7 A ＵAB =12-6I —9 ＵAB = -99 / 7 V(2) 当开关Ｋ断开后，ＵCD = 9 – I ×1 = 43 / 7 V 8、试求图示电路的入端电阻R ab ，图中电阻的单位为欧。

初三电路动态分析的练习题电路动态分析是电路学习中的重要内容之一，它通过分析电路中元件的电流和电压随时间的变化，帮助我们更好地理解电路的工作原理和特性。

下面是一些初三电路动态分析的练习题，通过解答这些问题，可以加深对电路动态分析的理解。

问题一：RC电路充电过程考虑一个由电阻R和电容C构成的串联RC电路，初始时刻电容上没有电荷，开关S关闭，通过S的瞬间切换将电源与电路连接。

已知电阻R=10Ω，电容C=100μF，电源电压E=12V，请回答以下问题：1. 连接电源时，电路中的电流是多少？2. 充电的时间常数τ等于多少？3. 在t=τ时，电容上的电压达到了多少？问题二：RL电路的开关与电感考虑一个由电阻R和电感L构成的串联RL电路，初始时刻电感内没有电流，开关S关闭，通过S的瞬间切换将电源与电路连接。

已知电阻R=20Ω，电感L=0.1H，电源电压E=10V，请回答以下问题：1. 连接电源时，电路中的电流是多少？2. 电感充电的时间常数τ等于多少？3. 在t=τ时，电感中的电流达到了多少？问题三：RLC电路的振荡现象考虑一个由电阻R、电容C和电感L构成的串联RLC电路，初始时刻电容未充电且电感内没有电流，电源频率f为50Hz，电源电压E=20V，请回答以下问题：1. 连接电源后，电路中的电流是多少？2. 在LC谐振频率下，电路中电流的最大值是多少？3. 在LC谐振频率下，电容上的电压达到了多少？问题四：二阶RLC电路的阻尼效应考虑一个由电阻R、电感L和电容C构成的串联RLC电路，已知R=10Ω，L=2H，C=10μF，电源频率f为100Hz，电源电压E=10V，请回答以下问题：1. 连接电源后，电路中的电流是多少？2. 在阻尼比ξ小于1的情况下，电路呈现的是哪种振荡形式？3. 在阻尼比ξ大于1的情况下，电路呈现的是哪种振荡形式？通过解答以上问题，可以更好地理解电路动态分析的应用和原理，掌握相关的计算方法和技巧。

动态电路的时域分析习题10-1 设图（a ）、（b ）电路达到稳态，在0=t 时开关S 动作，试求图中所标电压、电流的初值。

C u L i L(a)(b)题10-1图S 开，等效图如图所示：+_t)1(0)i 2(0)i S 闭：t 10V解：对(a)图(0)-101510510V =⋅=+ 时，求123(0),(0),(0)i i i +++1+2+15-5(0)=(0)==0.5A 5+5i i 3(0)0i A +=（b ）S 开 S 闭_(0)L i _(0)(0)2L i A_(0)u(0)L u (0)L对(b)图当0t -=时，求(0)L i -(0)(0)2L L i i A +-==当0t +=时，求(0),(0)L L u u -+42(0)4L u +⨯+=(0)4L u +=-(0)2240u +=⨯-=10-2 电路如图所示，已知Ω==421R R ，Ω=23R ，H L 1=，V U S 121=，V U S 62=。

电路原来处于稳定状态，0=t 时，开关S 闭合，试求)0(+L i 和)0(+L u 。

题10-2 图 题10-2 图解：S 开t(0)L i 6 VS 闭 0t(0)L u 12 V 6 V1A当0t -=时，求(0)L i -223(0)(0)1S L L U i i A R R +-===+当0t +=时，求(0)L u +R S U -+2S L111813421253246(0)10(0)3L L i i i i i i i u u ++⎧⎫=⎪⎪=+⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎨⎬+=⎩⎭⎪⎪=⎪⎪⎩⎭+=+=10-3 设图示电路达到稳态，在0t =时开关S 动作，试求(0)c u +、(0)L i +、(0)i +、dt du C /)0(+和(0)Ldidt +。

t+__(0)L (a)_(0)c i (0)L u (b)解：当0t -=时，求(0),(0)c L u i --，等效电路如图（a ）15(0)(0).(60//20)530(60//20)C C u u V +-===+_1560(0)(0).0.2530(60//20)6020L L i i A +===++当0t +=时，求(0),(0)L c u i ++,等效电路如图（b ）(0)5200.250L u V +=-⨯=15101(0)0.253010c i A +-=-=(0)(0)1/6C C du i V s dt C ++== (0)(0)0A/s L L di u dt L++==10-4 设图示电路达到稳态，在0t =时开关S 动作，试求(0)c u +、(0)L i +、(0)R u +、(0)c du dt +和(0)L di dt +。

C 1+ -u S (t)R 3+-u 2(t)i 2(t)0 24题图1. （15%）图示网络中0U 为输出，试写出其状态方程，并求网络函数H(s)S U Ω10U +-+-1题图1u Ω1Ω1F1F 1+-2. （10%）列出图示电路的状态方程Ω2F12题图+-)(t εF 2H13. （10%）试写出图示网络的状态方程。

其中22dt u d i =。

R3题图-i S u iu +-G4. （15%）列出图示电路的状态方程，其中高阶E 元件的赋定关系为：。

22228dti d u =5. （15%）建立图示动态电路的s 域改进节点方程（MNA ）方程（设电路中动态元件的初始储能为零）6. （15%）题6图中的二端口N 的特性为：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡321321*********i u u u i i ，试写出图示网络的标准状态方程。

Nau 1i 2i 1u 2u F23u 3i7. （15%）图示的四端口网络N的特性为：112233442114123021411203i u u i i u i u ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦，非线性电感的特性为322i ψψ=+，非线性电容的特性为342u q q =+，D元件的特性为23324d u i dt=， 试写出该网络的状态方程。

()s i t **1L 2L M2C 1G 2G 1C 3C ①②5题图6题图8. （15%）设图示电路中动态元件的初始储能为零，试建立该电路的s 域改进节点法方程（MNA ）方程。

G 2i S①MG 1 i 3C 1L 1L 2C 2*3i 3C *②8题图N+-u 2i 2 +-u 1i 1+_u s2i 3+-u 3i 4+ －u 47题图9. （15%）图示的三端口网络N 的特性为：112233123214i u u i ⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦，非线性电容的特性为323u q q =+，E 元件的特性为23322d i u dt =， 试写出该网络的状态方程。

1文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.1. （15%）图示R-C 梯形电路，试用Mason 公式求该电路的电压传输比 )()(0s U s U i2. （15%）用信号流图法求图示网络中的)(/)(3s I s U S3. 5．（15%）画出题5图所示电路的信号流图。

用Mason 公式计算电流I 。

3题图4. （15%）画出图示电路的信号流图(要求选一个树，以未知树支电压和未知连支电流为变量)，用Mason 公式计算电流I 。

5. （15%）画出图示电路的信号流图(要求选一个树，以未知树支电压和未知连支电流为变量)，用Mason 公式计算电流I 。

6. （10%）画出图示电路的信号流图，用Mason 公式求I 2。

7. （10%） 对图示阻容移相电路，要求用信号流图的方法求在正弦电源作用下，0•U 与1•U 4题图10.5U1Ω9VI1Ω2Ω1ΩI6题图I.Sx x ac 间的相位差为090时，R 、C 值应如何选择？此时?10=••U U8. （15%）图示R-C 梯形电路，试用Mason 公式求该电路的电压传输比)()(0s U s U i 9. （10%）用Mason 公式计算图示信号流图的传递函数S ox x 。

10. （10%）用Mason 公式计算图示信号流图的传递函数Sox x 。

11. （15%）画出图示电路的信号流图，用Mason 公式求I 2。

hSx ox a c e9题图10题图I I 2 G 2 G 3G 411题图3文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.。