自动控制原理 第7章 离散系统 题库习题

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7-1已知下列时间函数()c t ,设采样周期为T 秒,求它们的z 变换()C z 。 (a )2

()1()c t t t = (b )()()1()c t t T t =- (c )()()1()c t t T t T =-- (d )()1()at

c t t te -=

(e )()1()sin at

c t t e

t ω-= (f )()1()cos at

c t t te t ω-=

7-2已知()x t 的拉氏变换为下列函数,设采样周期为T 秒,求它们的z 变换()X z 。 (a )21()C s s

= (b )()()a

C s s s a =

+

(c )2()()

a

C s s s a =

+

(d )1

()()()()C s s a s b s c =

+++

(e )2221

()()

C s s s a =

+

(f )()1

()1sT C s e s

-=-

7-3求下列函数的z 反变换。 (a )

0.5(1)(0.4)z

z z --

(b )

2()()

T T

z

z e z e ---- (c )2

2

(1)(2)

z z z ++

7-4已知0k <时,()0c k =,()C z 为如下所示的有理分式

120121212()1n

n n

n b b z b z b z C z a z a z a z

------++++=++++ 则有

0(0)c b =

以及

[]1

()()n

k i i c kT b a c k i T ==--∑

式中k n >时,0k b =。 (a )试证明上面的结果。 (b )设

23220.5

()0.5 1.5

z z C z z z z +-=-+-

应用(a )的结论求(0)c 、()c T 、(2)c T 、(3)c T 、(4)c T 、(5)c T 。

7-5试用部分分式法、幂级数法和反演积分法,求下列函数的z 反变换: (a )10()(1)(2)

z

E z z z =

--

(b )1

12

3()12z E z z z

----+=-+ (c )2

()(1)(31)z

E z z z =

++ (d )2

()(1)(0.5)z

E z z z =-+

7-6用z 变换法求下面的差分方程

(2)3(1)2()0,(0)0,(1)1x k x k x k x x ++++===

并与用迭代法得到的结果(0)x 、(1)x 、(2)x 、(3)x 、(4)x 相比较。

7-7求传递函数为

(a )1()Ts e a

G s s s a --=+

(b )1()()

Ts e a

G s s s s a --=+

的部件的脉冲传递函数。

7-8试应用终值定理确定下列函数的终值。

(a )1

12

()(1)Tz E z z --=- (b )2

()(0.8)(0.1)

z E z z z =--

7-9图中()h G s 为零阶保持器的传递函数,即

1()Ts

h e G s s

--=

试证明

()

1()

C z E z =

图 习题7-9图

7-10一阶保持器的输入输出波形如图所示。在一阶保持器中,当(1)kT t k T ≤<+时,输出是前两个采样时刻采样值((1))x k T -和()x kT 外推得到的直线,即

[]()()((1))(),(1)t kT

y t x kT x k T x kT kT t k T T

-=

--+≤<+

图 习题7-10图

假设输入()x t 是0t =时的单位脉冲函数,绘制一阶保持器的输出波形,求一阶保持器的传递函数。

7-11设开环离散系统如图所示,试求开环脉冲传递函数()G z 。

(a )

(b )

图 习题7-11图

7-12试求图闭环离散系统的脉冲传递函数()z Φ或()C z 。

(a )

(b )

(c ) 图 习题7-12图

7-13设有单位反馈误差采样的离散系统,连续部分传递函数为

2

1

()(5)

G s s s =

+ 输入()1()r t t =,采样周期1T =秒。试求: (a )输出z 变换()C z 。

(b )采样瞬时的输出响应()c t *

。 (c )输出响应的终值()c ∞。

7-14试判断下列系统的稳定性。 (a )已知闭环离散系统的特征方程为

()(1)(0.5)(2)0D z z z z =+++=

(b )已知闭环离散系统的特征方程为

432()0.20.360.80D z z z z z =++++=

(c )已知误差采样的单位反馈离散系统,采样周期1T s =,开环传递函数

222.57

()(1)

G s s s =

+

7-15采样系统如图所示,采样周期0.5T =秒。