自动控制理论第三章作业答案
题3-4
解：
系统的闭环传递函数为
2()()1()1()1
C s G s R s G s s s ==+++ 由二阶系统的标准形式可以得到
1
1, 2
n ωζ==
因此，上升时间 2.418r d
d t s ππβωω--===
峰值时间 3.6276p d t s πω=== 调整时间：35% 642% 8s n s n t s t s ωζ
ωζ∆=≈
=∆=≈
=
超调量：
100%16.3%p M e =⨯=
题3-5
解：
22()10()(51)10
102510.60.5589
n n n C s R s s a s a a ωωζωζ=+++⎧=⎧=⎪⎪⇒⇒⎨⎨=+==⎪⎩⎪⎩
⇒=闭环传递函数
1.242
100%9.45%
p
d
p
t s
M e
π
ω
===
=⨯=
3
5% 1.581
4
2% 2.108
s
n
s
n
t s
t s
ωζ
ωζ
∆=≈=
∆=≈=
题3-7
解：
0.1
1.31
100%30%
1
p
d
p
t
M e
π
ω
===
-
=⨯==
上升时间
超调量
=0.3579
33.64
n
ζ
ω
⎧
⇒⎨
=
⎩
2
2
1131.9
()
(2)24.08
n
n
G s
s s s s
ω
ζω
==
++
开环传递函数
题3-8
（1）
2
100
()
(824)
G s
s s s
=
++
解：闭环传递函数为
2
()100
()(824)100
C s
R s s s s
=
+++
特征方程为32
8241000
s s s
+++=
列出劳斯表：
3
2
1240
81000
11.50
100
s
s
s
s
第一列都是正数，所以系统稳定
（2）
10(1)
()
(1)(5)
s
G s
s s s
+
=
-+
解：闭环传递函数()10(1)()(1)(5)10(1)
C s s R s s s s s +=-+++ 特征方程为3255100s s s +++=
列出劳斯表：
3
2
015041002.5010
s s s
s 第一列都是正数，所以系统稳定 （3）10()(1)(23)
G s s s s =-+ 解：闭环传递函数
()10()(1)(23)10C s R s s s s =-++ 特征方程为3223100s s s +-+=
列出劳斯表：
3
2
10230110023010s s s
s --
劳斯表第一列的数符号变了2次，因此在s 平面的右半部分有两个特征根，系统不稳定。
题3-9
（1）320.10s s s K +++=
解：列出劳斯表
3
2
100.1101010.10s s K s K
s K
- 要使系统稳定，则有
{1-0.100100K K k >⎧⇒<<⎨>⎩
（2）432413360s s s s K ++++=
解：列出劳斯表：
4
3
2
1
0113436040360s K s s K s K s K
- 要使系统稳定，则有
3600360
K K K ->⎧⇒<<⎨>⎩
题3-10
解：系统的闭环传递函数为：
2()()(2)(4)(625)C s K R s s s s s K
=+++++ 特征方程为2
(2)(4)(625)=0s s s s K +++++ 系统产生等幅振荡，则特征根在虚轴上
令s j ω=，有43212691982000j j K ωωωω--+++=
423692000 4.062121980666.25K K ωωωωω⎧⎧-++===⎪⎪⇒⇒⎨⎨-=⎪⎩⎪=⎩
题3-12
解：闭环传递函数为
2()10(1)()(110)10(1)
C s s R s s s s τ+=++++ 特征方程为
32(110)10100s s s τ++++=
列出劳斯表：
