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自动控制原理答案

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《自动控制原理》 （第2版）

习题答案 《自动控制原理》（第2版）答案

1 第2章 2-1 （1）tetett23sin3123cos122 （2）6 + 3t （3）)334(322tteett

（4）ttsin1132

2-2 （1）2351853ttee （2）te2 （3）teabtaentnnntnnsincos

（4）taAataAebaAatsincos222222 2-3 （a）)()()(2110ffmsfsXsXi （b）212110)()()(kkskkffsksXsXi 2-4 （a）)()()(tutkxtxm （b）)()()(2121tutxkkkktxm 2-5 （a）)()()()()(2212121tuRdttduCRRtuRRdttduCRRrrcc （b）)()()()()()(22121221tuRtuRRdttduCRRLdttudLCRrccc

2-6 252312)14(100)()(2ssssRsC 2523125231210)()(22sssssRsE 2-7 tteetc2241)( 2-8 )1)(2(23)(ssssG tteeth24)( 《自动控制原理》（第2版）答案 2 2-9 （a）1)(1)()(32213sRRCsCRRRsUsUrc （b）13221)()()(RRRsRCRsUsUrc 2-10 （a）))((1)()(432121GGGGGGsRsC （b）)(1)1()()(21221HHGGGsRsC （c）331311321332123113211)()(HGHGHGGGGHGGHGGHGGGGsRsC 2-11 （a）32211)()(GGGGsRsC （b）HGHHGsRsC111)1()()( （c）121223121)()()(HGGHGGGGsRsC 2-12 （a）))((1)1()()(23111232123111134321HGHGHHGGGHGHGHGGGGGGsRsC

))((1)1(1)()(2311123212311123423HGHGHHGGGHGHGHHGGHGsRsE

（b）21212121312)()(GGGGGGGGsRsC 21212131)1(1)()(GGGGGGsRsE 2-13 （a）12121211)()(HGGGGGGsRsC 121211211)1(1)()(HGGGGHGGsRsE

12121231211)1(1)()(HGGGGGGHGGsDsC 12121231211)1(1)()(HGGGGGGHGGsDsE



（b）434242143421)()(GGGGGGGGGGGsRsC 434242111)()(GGGGGGGsRsE

434241)()(GGGGGsDsC 434241)()(GGGGGsDsE

 《自动控制原理》（第2版）答案 3 2-14 （a）))((1)(23113343321231134321HGHGHGGHGGGHGHGGGGGGsG （b）3541432326543211)(HGGHGGHGGGGGGGGsG （c） 15.1 （d）))((1)1()(chafehgfchgbafgbedabcdsG 《自动控制原理》（第2版）答案

4 第3章 3-1 60070600)(2sssG  = 1.43 n = 24.5

3-2  = 0.6 n = 2

 % = 9.48% tp = 1.96 tr = 1.38 ts = 2.5

3-3  = 0.5 n = 1  % = 16.3% tp = 2.42 tr = 3.63 ts = 6

3-4 （1）12211)(KTsTsTs

（2）)5)(2()3(15)(ssss （3）25.06.04016.0)3.0(40)(22ssss

3-5 （1） = 0.1 n = 5 )26.8497.4sin(005.11)(5.0tetct  % = 72.9% ts = 6

 = 0.1 n = 10

)26.8494.9sin(005.11)(tetct  % = 72.9% ts = 3

 = 0.1 n = 1

)26.84994.0sin(005.11)(1.0tetct  % = 72.9% ts = 30

（2） = 0.5 n = 5

)6033.4sin(155.11)(5.2tetct  % = 16.3% ts = 1.2

3-6 （1）图1  = 0.1 n = 1  % = 72.9% ts = 30 图2  = 0.5 n = 1  % = 20.2% ts = 6.11 图3  = 0.0745 n = 0.745  % = 79.1% ts = 54 3-7 （1）Kh = 0.216

（2）10)101()1(10)(21sKssKshh 10)101(10)(22sKssh

（3）474.01015.0 16.310n 《自动控制原理》（第2版）答案 5  % = 56.2% tp = 1.006 ts = 6

 % = 18.4% tp = 1.128 ts = 2

（4）原系统  = 0.158 n = 3.16  % = 60.5% tp = 1.006 ts = 6 加入比例微分和速度反馈后，阻尼比增大，使系统超调量减小，响应速度加快。 3-8 图1和图2系统均是稳定的。 3-9 （1）系统稳定。 （2）系统不稳定，s右半平面有2个极点。 （3）系统不稳定，s平面虚轴上有2对共轭极点。 3-10 （1）系统稳定。 （2）系统不稳定。 （3）系统稳定。 （4）系统不稳定。 3-11 （1）无解 （2）K > 0.53 （3）0 < K < 36 （4）无解 3-12 K = 666.25 d = 4.06 3-13 0 < K < 0.75 3-14 （1）0 （2）1 （3）

3-15 0 nnaa2 3-16 （1）  （2）0.2  （3）0 20 3-17 1型系统 0型系统 3-18 （1）0型系统

（2）K2 = K /s 1210KTTK 《自动控制原理》（第2版）答案

6 第4章 4-1 （1）是 K = 1.25 （2）是 K = 1.17 （3）不是 （4）不是 （5）不是 4-2 （1） 渐近线：a = 0 a =  90 分离点：d = 0.885

（2）分离点：32d （3） 渐近线：a = 0 a =  90 起始角：1 = 0 《自动控制原理》（第2版）答案

7 （4） 渐近线：a = 1 a =  60，180 与虚轴的交点：K = 3 s =  j1.414 分离点：d = 0.423 根迹图略 （5） 渐近线：a = 2/3 a =  60，180 与虚轴的交点：K = 4 s =  j1.414

（6）渐近线：a = 1.5 a =  45， 135 起始角：1 = 63.4 根迹图略 （7） 《自动控制原理》（第2版）答案

8 （8）

4-3 渐近线：a = 1/8 a =  90 与虚轴的交点：K = 9 s =  j1.414 无分离点 4-4 （1）渐近线：a = 7/3 a =  60，180 与虚轴的交点：K = 70 s =  j3.16 分离点：d = 0.88 （2）4.06 < K < 70 （3） = 3.16 4-5 当a > 9 时，有2个分离点 a = 9 时，有1个分离点 0 < a < 9 时，无分离点 a < 0 时，1个分离点

4-6 （1）等效传递函数4)(2sassG

4-7 等效传递函数)2)(2()22(4)22()22()(222222ssssTssssssTssG 系统是不稳定系统。 4-8 绘制是0 < Kg< 零度根轨迹，传递函数为)2()1()(sssKsGg

分离点：31d 根轨迹复数部分是以（1,j0）为圆心，以3为半径的圆。 重根（分离点）：Kg = 0.54及Kg = 7.46 纯虚根（与虚轴交点）：Kg = 2 4-9 零度根轨迹。

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自动控制原理试题库(含答案).

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3、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的( )。
A、准确度越高B、准确度越低
C、响应速度越快D、响应速度越慢
4、已知系统的开环传递函数为 ，则该系统的开环增益为( )。
A、50B、25C、10D、5
5、若某系统的根轨迹有两个起点位于原点，则说明该系统( )。
A、含两个理想微分环节B、含两个积分环节
A、增加开环极点； B、在积分环节外加单位负反馈；
C、增加开环零点； D、引入串联超前校正装置。
3、系统特征方程为 ，则系统( )
A、稳定； B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升；
C、临界稳定； D、右半平面闭环极点数 。
4、系统在 作用下的稳态误差 ，说明( )
A、 型别 ； B、系统不稳定；
C、 输入幅值过大； D、闭环传递函数中有一个积分环节。
3、在经典控制理论中，可采用、根轨迹法或等方法判断线性控制系统稳定性。
4、控制系统的数学模型，取决于系统和, 与外作用及初始条件无关。
5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为，横坐标为。
6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P是指，Z是指，R指。
7、在二阶系统的单位阶跃响应图中， 定义为。 是。
五、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为 ，试：
1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹（求出：分离点、与虚轴的交点等）；（8分）
2、求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围。（7分）
六、（共22分）已知反馈系统的开环传递函数为 ，试：
1、用奈奎斯特判据判断系统的稳定性；（10分）
A、准确度越高B、准确度越低C、响应速度越快D、响应速度越慢
4、已知系统的开环传递函数为 ，则该系统的开环增益为( )。
自动控制原理+第五版课后习题答案 胡寿松 免费在线阅读

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2-20 与 2-18 同
C(S)二 G4 N(S)~1 + G2G4+G3G4
■ 2Ua) C⑻- GjG^+G^d + G,!!, ) 丄R(s) - 1 + G1H1+ G3H2 +G1G2G3H1H2 +G1HiG3H2 E(s)__(1 + G3H2)_G4G3H2H!_
R(s) ~ /+GZH; +G3H2
l)
s
3-11劳斯表变号两次, 有两个特征根在s右半平面, 系统不稳定。
3-12(1) 有一对纯虚根: s1>2 = ±j2 系统不稳定。 (2) s12=±jVI s34=±l s5 =1 s6 =-5 系统小稳定。 (3) 有一对纯虚根:sh2 =±j75系统不稳定。
3-13 0 < k < 1.7
s
6-3 取 k = 20 < = 8 gJ«)= 1^0 045 验算得: <=: 7.93，/ = 62.1°
36
(36-co2) + jl3
5-3 ess (t) = 0.632sm(t + 48.4°)- 0.79cos(2t 一 26.57°)
或: css(t) = 0.447sin(t + 3.4°)-0.707cos(2t一
90°) 5-4
0.653 wn =1.848
ess(t) = r(t) — css(t)
ch - ehgf+afch
C(s) _ bcde + ade + (a + bc)(l + eg) Rj (s) 1 + cf + eg + bcdeh + cefg + adeh
《自动控制原理》习题及解答04

《自动控制原理》习题及解答04


Re(D( j )) K 8 2 0
Im(D(
j ))

20
3

0
60
0
解得：

K


0
⑤起始角：由相角条件 根轨迹如图解 4-5(a)所示。
2 5
K

160
p2 63 ， p3 63 。
⑵ G(s)H (s)
G(s1)H（s1）
K*
1
1 j 3 1 1 j 3 2 1 j 3 4
解出 ： K * =12 ，K= K * 3 82
4-2 已知开环零、极点如图 4-2 所示，试绘制相应的根轨迹。
（ａ）
（ｂ）
（ｃ）
（ｄ）
56
（ｅ）
（ｆ）
（ｇ）
题 4-2 图 开环零、极点分布图
确定根轨迹的渐近线、分离点、与虚轴交点和起始角）。
解（1）闭环特征方程
D(s) s 2 (s 10)(s 20) K (s z) s 4 30s3 200s 2 K s K z 0
有
D( j ) ( 4 200 2 K z) j(K 30 3 ) =0
第四章习题及答案
4-1 系统的开环传递函数为
G(s)H (s)
K*
(s 1)(s 2)(s 4)
试证明点 s1 1 j 3 在根轨迹上，并求出相应 的根轨迹增益 K * 和开环增益 K 。
解 若点 s1 在根轨迹上，则点 s1 应满足相角条 件 G(s)H (s) (2k 1) ，如图解 4-1 所示。
63
Re( j ) K 10.5 4 79.5 2 0 Im( j ) 5 43.5 3 45.5 0
《自动控制原理》第二版课后习题答案

《自动控制原理》第二版课后习题答案

解 模板与原料同时固定在工作台上。X、Y 轴直流伺服马达接受控制器的指令，按输入 命令带动工作台做 X、Y 方向运动。模板随工作台移动时，触针会在模板表面滑动，跟随刀 具中的位移传感器将触针感应到的反映模板表面形状的位移信号送到跟随控制器，控制器的
7
输出驱动 Z 轴直流伺服马达带动切削刀具连同刀具架跟随触针运动，当刀具位置与触针位置 一致时，两者位置偏差为零，Z 轴伺服马达停止。系统中，刀具是被控对象，刀具位置是被 控量，给定量是由模板确定的触针位置。系统方框图如图解 1-9 所示。最终原料被切割加工 成模板的形状。
图 1-16 仓库大门自动开闭控制系统
1
解 当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏 差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大 门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开 启位置。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离 开闭自动控制。系统方框图如图解 1-2 所示。
试分析系统的工作原理，指出系统的被控对象、被控量和给定量，画出系统的方框图。
图 1-18 导弹发射架方位角控制系统原理图
解 当导弹发射架的方位角与输入轴方位角一致时，系统处于相对静止状态。
当摇动手轮使电位器 P1的滑臂转过一个输入角 i 的瞬间，由于输出轴的转角 o i , 于是出现一个误差角 e i o ， 该 误 差 角通过 电 位器 P1、 P2 转 换 成 偏 差 电 压 ue
2e2t单位阶跃输入时有rs依题意4e2t27已知系统传递函数3s2且初始条件为c01dt2ct2e2t28求图230所示各有源网络的传递函数根据运算放大器虚地概念可写出cs29某位置随动系统原理框图如图231所示已知电位器最大工作角度q3303018011根据运算放大器的特性可分别写出两级放大器的放大系数为3010210飞机俯仰角控制系统结构图如图232所示试求闭环传递函数q211已知系统方程组如下