当前位置：文档之家 › 自动控制理论课后习题详细解答答案(夏德钤翁贻方版)讲解

自动控制理论课后习题详细解答答案(夏德钤翁贻方版)讲解

  • 格式：doc
  • 大小：3.64 MB
  • 文档页数：47

《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CsRRCsRCsRz，22Rz，则传递函数为：

2121221212)()(RRCsRRRCsRRzzzsUsUio

(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)(2221111sIsCsUsIsIRsIsCsU

oi

并且有 )()1()(122211sIsCRsIsC

联立三式可消去)(1sI与)(2sI，则传递函数为：

1)(1111)()(222111221212211112sCRCRCRsCCRRRsCRsCsCRsCsUsUio

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iu为输入，ou为输出的传递函数。 (a)由运算放大器虚短、虚断特性可知：dtduCdtduCRuii0，0uuuic， 对上式进行拉氏变换得到 )()()(0ssUssURCsUii 故传递函数为

RCsRCssUsUi1)()(0

(b)由运放虚短、虚断特性有：022RuRuudtduCccic，0210RuRuc， 联立两式消去cu得到 02220101uRuRdtduR

CR

i

对该式进行拉氏变换得 0)(2)(2)(20101sURsURssUR

CR

i

故此传递函数为

)4(4)()(10RCsRRsUsUi

(c)02/2/110RuRuudtduCccc，且21RuRuci，联立两式可消去cu得到

0222101RuRudtduR

CRii

对该式进行拉氏变换得到 0)(2)(2)(2011sURsURssUR

CR

ii

故此传递函数为

RCsRRsUsUi4)4()()(110



2-3 试求图2-T-3中以电枢电压au为输入量，以电动机的转角为输出量的微分方程式和传递函数。 解：设激磁磁通ffiK恒定



meaaaamaCCfRsJRfLJsLs

CsUs

2602

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eu即是无惯性放大器（放大系数为aK）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。 解：mAmeaaaamACKsCCfRisJRfLiJsiLCKsRsC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di与du间的关系为

110026.06dudei。假设电路中的310R，静态工作点Vu39.20，

Ai301019.2。试求在工作点),(00iu附近)(ddufi的线性化方程。

解：2.0084.01019.23ddui 2-6 试写出图2-T-6所示系统的微分方程，并根据力—电压的相似量画出相似电路。 解：分别对物块1m、2m受力分析可列出如下方程：





)()()(122221112211yykdtdvmykfyyktFdtdvm

代入dtdyv11、dtdyv22得 



)()()(1222222111222121yykdtydmykfyyktFdtydm

2-7 图2-T-7为插了一个温度计的槽。槽内温度为i，温度计显示温度为。试求传递函数)()(ssi（考虑温度计有贮存热的热容C和限制热流的热阻R）。

解：根据能量守恒定律可列出如下方程： RdtdCi

对上式进行拉氏变换得到

RsssCsi)()()(

则传递函数为

11)()(RCsssi 2-8 试简化图2-T-8所示的系统框图，并求系统的传递函数)()(sRsC。 解：(a) 化简过程如下 G3 G1 H1 _

G2 G1 R(s) C(s)

+ + +

+

C(s) R(s)

+

_ G1+G2

G1+H1 G3

R(s) C(s)

G1+G2 )(11133HGGG

G1 G2 G3 H1

+

_

+

_ + C(s) R(s)

a) + G1

H1

G2 G4

H3 G3

H2

+ + +

+

_ _

R(s) C(s)

b) 图2-T-8 传递函数为 )(1)()()(113213HGGGGGsRsC

(b) 化简过程如下

传递函数为 ))((1)()()(3124321214321GGHGGGHGGGGGGsRsC

2-9 试简化图2-T-9所示系统的框图，并求系统的传递函数)()(sRsC。

C(s) R(s) )(1)(113213HGGGGG

H3 C(s) + +

_ G1

G4

G3 H1

G2 G2

H2 1/G1 _ + R(s)

R(s) G4+G2G

3 1211

1HGGG

H3+H2/G

+

_ C(s)

))((1)(3124321214321HGHGGGHGGGGGG C(s) R(s)

_ + 0.7

s214.0 0.5

Ks 0.4

13.012ss + + + _ R(s) C(s) 解：化简过程如下 系统的传递函数为 

52.042.018.17.09.042.07.023sksks

ssRsC

2-10 绘出图2-T-10所示系统的信号流程图，并根据梅逊公式求出传递函数)()(sRsC。

+ + 0.7

6.02.0s 13.012ss

0.4 Ks

_ _

R(s) C(s)

+ _

Ks

0.7 08.0)6.0)(13.0(6.02sss

s R(s) C(s)

52.0)42.018.1()7.09.0(42.07.023skskss C(s) R(s)

G1 H1 G2 H2 G4 G3

_

+ + + +

+ R(s)

C(s)

图2-T-10 系统的传递函数为 4

23212112

321

1GHGGHGGHGGGGsRsC

2-11 试绘出图2-T-11所示系统的信号流程图，并求传递函数)()(11sRsC和)()(22sRsC（设0)(2sR）。

解：系统信号流程图如图所示。 题2-11 系统信号流程图 215421421

2654212

2154214213211

11HHGGGGGGGHGGGGGsRsCHHGGGGGGGGGGsRsC

2-12 求图2-T-12所示系统的传递函数)()(sRsC。

+ _

C1(s) + G1 G6 G4 H1 G3 H2 G2

G5 +

_

+ +

R2(s) R1(s)

C2(s) 图2-T-11

合集下载

《自动控制原理》5章课后习题参考答案.

《自动控制原理》5章课后习题参考答案.

G S S S =
+
1(
10000(6
.311
2e +=
S S S G
1001.0(11.0(1(1.0(d +++=
S S S S S G 61
.054
.0154.0,
11(2
2
=+==+=
K K
A ω
ωω010
s
900.257.3180 2.16rad
tg ωωω----∙︒=-=,(
(
5
.1,
(5
(6 (7
5.12
K增大和T减少
((1(1(1m K
K s s Ts Ts K
s T s K
Φ=
≈
+++++
K
T m 21=
ζ ,不变(稳定裕度不变
2
22
(12(121b n ωωξξ=-+
-+
5.13
11=+=
p
ssr K e 35
.01
12
416==
=
v
ssr K e %
8.4%100%2
1=⨯=--ξ
πξ
σe 05
.006.13
==≈
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱεξ
ω,S t n s s
rad n n c 8.2707.0707.02=∙=ωωω=0
63
=γdB K g s rad g ∞=∞=ω0,1==r r M ωs
rad n b 4==ωω0
1
1
11006
.787.53.841001.01001.0180180=-=∙-=-+-=----tg
自动控制原理 课后习题及答案

自动控制原理 课后习题及答案

For personal use only in study and research; not forcommercial use第一章 绪论1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点.解答：1开环系统(1) 优点:结构简单，成本低，工作稳定。

用于系统输入信号及扰动作用能预先知道时，可得到满意的效果。

(2) 缺点：不能自动调节被控量的偏差。

因此系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，控制精度差。

2 闭环系统⑴优点：不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量偏离给定值，都会产生控制作用去清除此偏差，所以控制精度较高。

它是一种按偏差调节的控制系统。

在实际中应用广泛。

⑵缺点：主要缺点是被控量可能出现波动，严重时系统无法工作。

1-2 什么叫反馈？为什么闭环控制系统常采用负反馈？试举例说明之。

解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。

闭环控制系统常采用负反馈。

由1-1中的描述的闭环系统的优点所证明。

例如，一个温度控制系统通过热电阻（或热电偶）检测出当前炉子的温度，再与温度值相比较，去控制加热系统，以达到设定值。

1-3 试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型（线性，非线性，定常，时变）？（1）22()()()234()56()d y t dy t du t y t u t dt dt dt ++=+（2）()2()y t u t =+（3）()()2()4()dy t du t ty t u t dt dt +=+（4）()2()()sin dy t y t u t tdt ω+=（5）22()()()2()3()d y t dy t y t y t u t dt dt ++= （6）2()()2()dy t y t u t dt +=（7）()()2()35()du ty t u t u t dtdt=++⎰解答：（1）线性定常（2）非线性定常（3）线性时变（4）线性时变（5）非线性定常（6）非线性定常（7）线性定常1-4如图1-4是水位自动控制系统的示意图，图中Q1，Q2分别为进水流量和出水流量。

(NEW)夏德钤《自动控制理论》(第4版)笔记和考研真题详解

(NEW)夏德钤《自动控制理论》(第4版)笔记和考研真题详解

目　录第1章　引　论1.1　复习笔记1.2　名校考研真题详解第2章　线性系统的数学模型2.1　复习笔记2.2　名校考研真题详解第3章　线性系统的时域分析3.1　复习笔记3.2　名校考研真题详解第4章　线性系统的根轨迹分析4.1　复习笔记4.2　名校考研真题详解第5章　线性系统的频域分析5.1　复习笔记5.2　名校考研真题详解第6章　线性系统的校正6.1　复习笔记6.2　名校考研真题详解第7章　非线性系统的分析7.1　复习笔记7.2　名校考研真题详解第8章　采样控制系统8.1　复习笔记8.2　名校考研真题详解第9章　平稳随机信号作用下线性系统的分析9.1　复习笔记9.2　名校考研真题详解第1章　引　论1.1　复习笔记自动控制，就是采用控制装置使被控对象自动地按照给定的规律运行，使被控对象的一个或数个物理量能够在一定的精度范围内按照给定的规律变化。

一、开环控制和闭环控制自动控制系统有两种最基本的形式：开环控制和闭环控制。

1．开环控制（1）开环控制的框图开环控制的示意框图如图1-1所示图1-1 开环控制示意框图（2）开环控制的特点在控制器与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用，即系统的输出量对控制量没有影响。

2．闭环控制（1）闭环控制的框图闭环控制的示意框图如图1-2所示图1-2 闭环控制示意框图（2）闭环控制的特点在控制器与被控对象之间，不仅存在着正向作用，而且存在着反馈作用，即系统的输出量对控制量有直接影响。

二、自动控制系统的类型根据不同的分类方法，自动控制系统的类型有如下分类：1．随动系统与自动调整系统（1）随动系统：输入量总在频繁地或缓慢地变化，要求系统的输出量能够以一定的准确度跟随输入量而变化。

（2）自动调整系统：输入保持为常量，或整定后相对保持常量，而系统的任务是尽量排除扰动的影响，以一定准确度将输出量保持在希望的数值上。

2．线性系统和非线性系统（1）线性系统：组成系统的元器件的特性均为线性（或基本为线性），能用线性常微分方程描述其输入与输出关系的系统。

自动控制理论第四版夏德钤翁贻方第一章第二章自测题

自动控制理论第四版夏德钤翁贻方第一章第二章自测题

自动控制理论习题班号：学号：姓名：哈尔滨工业大学电气工程系2016年9月1-1归纳一下引论一章中重要的名词或概念。

1-2试举出开环控制和闭环控制的两个例子，简单说明其原理，总结几条你对自动控制的初步认识。

1-3 你认为自动控制理论重要的是学习什么？如何学好？2-1 试求图中所示RC 网络的传递函数，1()u t 为输入，2()u t 为输出。

u )t)2-2 假设图中的运算放大器为理想放大器，试写出()i u t 为输入，()o u t 为输出的传递函数。

C)t2-3 根据下列表达式绘制闭环控制系统框图122()()()()()()()()()()E s R s H s C s C s G s G s E s G s N s =-=+2-4 试用化简方块图的方法求系统的传递函数)()(S R S Y2-5 用化简方块图的方法求图示系统的闭环传递函数)()(S R S Y2-6 用化简方块图的方法，求图示系统的闭环传递函数)()(S R S Y2-7 根据梅逊公式求传递函数()()C s R s 。

)s R2-8试用化简方块图的方法求图示系统的闭环传递函数)()(S R S Y2-9 化简下图所示的方块图，并求出其闭环传递函数)()(S R S Y2-10试用化简方块图的方法，求系统的传递函数。

2-11 试求图示系统的传递函数。

2-12 将图示系统简化，并求出系统的传递函数)()(S R S Y2-13 根据梅逊公式求传递函数()()C s R s 。

1-()s R2-14用梅逊公式求信号流程图的总传输。

C s 2-15 求如图所示系统中的()。