自动控制原理胡寿松第二版_答案全解

合集下载

胡寿松自动控制原理课后习题答案

胡寿松自动控制原理课后习题答案

1 请解释下列名字术语:自动控制系统、受控对象、扰动、给定值、参考输入、反馈。

解:自动控制系统:能够实现自动控制任务得系统,由控制装置与被控对象组成; 受控对象:要求实现自动控制得机器、设备或生产过程扰动:扰动就是一种对系统得输出产生不利影响得信号、如果扰动产生在系统内部称为内扰;扰动产生在系统外部,则称为外扰。

外扰就是系统得输入量。

给定值:受控对象得物理量在控制系统中应保持得期望值参考输入即为给定值、反馈:将系统得输出量馈送到参考输入端,并与参考输入进行比较得过程。

2请说明自动控制系统得基本组成部分。

解:作为一个完整得控制系统,应该由如下几个部分组成:①被控对象: 所谓被控对象就就是整个控制系统得控制对象;②执行部件: 根据所接收到得相关信号,使得被控对象产生相应得动作;常用得执行元件有阀、电动机、液压马达等。

③给定元件: 给定元件得职能就就是给出与期望得被控量相对应得系统输入量(即参考量);④比较元件: 把测量元件检测到得被控量得实际值与给定元件给出得参考值进行比较,求出它们之间得偏差、常用得比较元件有差动放大器、机械差动装置与电桥等。

⑤测量反馈元件:该元部件得职能就就是测量被控制得物理量,如果这个物理量就是非电量,一般需要将其转换成为电量。

常用得测量元部件有测速发电机、热电偶、各种传感器等;⑥放大元件: 将比较元件给出得偏差进行放大,用来推动执行元件去控制被控对象。

如电压偏差信号,可用电子管、晶体管、集成电路、晶闸管等组成得电压放大器与功率放大级加以放大。

⑦校正元件: 亦称补偿元件,它就是结构或参数便于调整得元件,用串联或反馈得方式连接在系统中,用以改善系统得性能、常用得校正元件有电阻、电容组成得无源或有源网络,它们与原系统串联或与原系统构成一个内反馈系统。

3请说出什么就是反馈控制系统,开环控制系统与闭环控制系统各有什么优缺点?解:反馈控制系统即闭环控制系统,在一个控制系统,将系统得输出量通过某测量机构对其进行实时测量,并将该测量值与输入量进行比较,形成一个反馈通道,从而形成一个封闭得控制系统;开环系统优点:结构简单,缺点:控制得精度较差;闭环控制系统优点:控制精度高,缺点:结构复杂、设计分析麻烦,制造成本高、4 请说明自动控制系统得基本性能要求。

胡寿松自动控制原理课后习题答案

胡寿松自动控制原理课后习题答案

dx(t ) d 2 x(t ) p(t ) f kx(t ) m dt dt 2
移项整理,得系统的微分方程为
m
d 2 x(t ) dx(t ) f kx(t ) p(t ) 2 dt dt
2-2 试列写图 2-2 所示机械系统的运动微分 方程。 解:由牛顿第二运动定律,不计重力时,得
是非电量,一般需要将其转换成为电量。常用的测量元部件有 测速发电机、热电偶、各种传感器等; ⑥ 放大元件: 将比较元件给出的偏差进行放大,用来推动执行元件去控制被 控对象。如电压偏差信号,可用电子管、晶体管、集成电路、 晶闸管等组成的电压放大器和功率放大级加以放大。 ⑦ 校正元件: 亦称补偿元件,它是结构或参数便于调整的元件,用串联或反 馈的方式连接在系统中,用以改善系统的性能。常用的校正元 件有电阻、电容组成的无源或有源网络,它们与原系统串联或 与原系统构成一个内反馈系统。
CsUC1 ( s) CsUC 2 ( s) U R 2 ( s) R2
(1 ) (2 ) (3 )
U i ( s) U o ( s) CsUC 2 ( s) R1
(4 )
整理得传递函数为
U o (s) R1R2C 2 s 2 R1Cs U i ( s) Cs 2 1 1 R1R2C 2 s 2 ( R1 2 R2 )Cs 1 R1 R2 R1R2Cs
(3) F ( s)
2 s 2 5s 1 s( s 2 1)
s 1 1 2 ( s 2)( s 5) s 2 s 5
1 2 ] s2 s5
解: (1 ) F ( s )
L1[ F ( s)] L1[
1 2 ] 2 L1[ ] s2 s5 e2t 2e5t L1[

《自动控制原理》胡寿松习题答案附带例题课件

《自动控制原理》胡寿松习题答案附带例题课件
二、本课程实验的基本理论与实验技术知识
采用 MATLAB 软件上机进行实验,就是利用现代计算机硬件和计算机软件技术,以数字仿真技术为核 心,实现对自动控制系统基本理论和分析方法的验证以及控制系统设计。
通过上机实验,使学生在 MATLAB 软件的基本使用、编程调试、仿真实验数据的获取、整理、分析以 及实验报告的撰写等基本技能得到训练。
二、教学基本要求
本课程采用时域法、根轨迹法和频率特性法对自动控制系统的性能进行分析和设计,学完本课程应达
到以下基本要求。
1.掌握负反馈控制原理 掌握负反馈控制原理,能够分析负反馈控制系统的调节过程并画出相应的控制系统方框图。了解控制
系统的基本构成和分类。
2.熟悉建立控制系统数学模型的方法 熟悉用拉氏变换法求解线性系统微分方程的基本方法。掌握控制系统传递函数、动态结构图建立和简
2.绘制1800 根轨迹的基本法则 3.绘制 00 根轨迹的基本法则
4.广义根轨迹 5.非最小相位系统的根轨迹 6.用根轨迹法分析系统性能 (五)频率法 了解频率特性的基本概念,频率特性的几何表示方法,熟悉典型环节的对数频率特性曲线(Bode 图) 绘制和极坐标曲线(Nyquist 曲线),掌握系统开环对数频率特性曲线的绘制,了解系统开环极坐标曲线绘 制的一般方法,熟悉开环对数频率特性低频段、中频段、高频段的特征,学会运用奈奎斯特稳定判据判断 闭环系统的稳定性,掌握系统稳定裕度的基本概念和计算方法,了解系统性能和开环频率特性的关系。 1.频率特性的基本概念和几何表示 2.典型环节的频率特性 3.控制系统开环对数频率特性和极坐标曲线的绘制 4.最小相位系统传递函数的确定 5.奈奎斯特稳定判据和 Bode 图上的稳定判据 6.稳定裕度的基本概念和计算方法 7.频率特性与系统性能的基本关系 (六)控制系统性能的校正 了解校正装置和校正方法,熟悉串联超前校正、串联滞后校正的基本原理和方法。了解频率法反馈校 正的基本原理和方法(选讲)。 1.控制系统校正的基本概念和一般方法 2.频率法串联超前校正的基本原理和方法 3.频率法串联滞后校正的基本概念和方法

《自动控制原理》+胡寿松+习题答案(附带例题课件)

《自动控制原理》+胡寿松+习题答案(附带例题课件)

用电技术专业方向)
先修课程: 高等数学、大学物理、积分变换、电路、数字电子技术、模拟电子技术
一、课程性质、目的和任务
本课程为电气工程及其自动化专业的主要专业基础课程之一,目的是使学生掌握负反馈控制原理、控
制系统数学模型的建立和系统性能分析、设计的基本方法,培养学生分析和设计自动控制系统性能的基本
能力并能满足其它后续专业课程对自动控制理论知识的需要。
制系统的性能。了解开环零、极点对系统性能的影响。
5.熟悉频率分析法分析控制系统性能的方法 熟悉典型环节频率特性的求取以及频率特性曲线,掌握系统开环对数频率特性曲线、极坐标曲线绘制
的基本方法。了解根据开环对数频率特性曲线分析闭环系统性能的方法。熟悉用奈奎斯特稳定判据判断系
1
《自动控制原理》电子教案
统稳定性的方法。掌握稳定裕度的计算方法。 6.熟悉控制系统校正的方法 了解串联超前校正、串联滞后校正的校正装置设计的基本原理和方法。 7.熟悉非线性控制系统的分析方法 了解非线性控制系统的特点和常见非线性特性。熟悉非线性控制系统的描述函数法。
熟悉系统微分方程的建立,拉氏变换及其应用。掌握系统传递函数的定义及求取,系统动态结构图 的建立及其简化以及系统不同传递函数的定义及求取。
1.控制系统微分方程的建立 2.非线性数学模型的线性化 3.控制系统的传递函数 4.典型环节的传递函数 5.控制的动态结构图及变换 6.信号流图及梅逊公式 7.反馈控制系统的传递函数 (三)自动控制系统的时域分析法 熟悉控制系统的时域指标,一阶系统的单位阶跃响应、斜坡响应以及性能指标的求取。掌握典型二阶 系统的单位阶跃响应以及性能指标的求取。掌握劳斯稳定判据分析系统的稳定性方法。熟悉控制系统稳态 误差分析以及稳态误差、误差系数的求取。 1. 控制系统性能指标的定义 2.一阶系统性能分析 3.二阶系统性能分析 4. 欠阻尼二阶系统的时域分析和指标计算 5. 高阶系统的时域分析、闭环主导极点和高阶系统的降阶

自动控制原理简明教程第二版课后答案第五章习题答案

自动控制原理简明教程第二版课后答案第五章习题答案

5-13 试用奈氏判据分宾判断题 5-5,5-6 系统的闭环稳定性。 解:5-5 (1)τ > T 时系统闭环稳定。 (2)T >τ 5-6 (1)ν =1 时系统闭环稳定。 (2)ν = 2,3,4 时系统闭环不稳定。 5-14 已知下列系统开环传递函数(参数 K,T,Ti > 0;i = 1,2,,6 ) : 时系统闭环不稳定。
8
胡寿松自动控制原理习题解答第五章 电 3 刘晓峰制作
L(ω ) (dB)
60 40 20
-20 -40 -20
0
0.1 1 2 10
-40 20 -60
100ω
ω 0 − 90

−180
5-11 绘制下列函数的对数幅频渐进特性曲线:
2
(1)G(s) =
(2s +1)(8s +1) 200 (2)G(s) = s 2(s +1)(10s +1)
1
所以:G(s) = 100(0.001s/ω
1
+1)
(s
/ω 1 +1)(s /100 +1)
11
胡寿松自动控制原理习题解答第五章 电 3 刘晓峰制作
(b)G(s) = s 102 (s(s/ω /ω
21
++11) )
(c)
G(s) = (s
2
2ξ ω nKs+2ω + s
n 2
ω
n
2
)(s /10 +1)

0.5 −87.2

1 −92.1
3 −164

5 − 216

7 − 234.5
10 − 246

自动控制原理第二版课后答案

自动控制原理第二版课后答案

自动控制原理第二版课后答案1. 介绍。

自动控制原理是现代自动化领域中的重要基础课程,它涉及到控制系统的设计、分析和应用,对于工程技术人员来说具有重要的意义。

本文档将针对自动控制原理第二版课后习题进行详细解答,帮助学习者更好地掌握课程内容。

2. 第一章。

2.1 课后习题1。

答,根据控制系统的基本结构,可以将其分为开环控制系统和闭环控制系统。

开环控制系统中,控制器的输出不受到被控对象的影响,而闭环控制系统中,控制器的输出受到被控对象的影响。

闭环控制系统具有更好的稳定性和鲁棒性,但也更加复杂。

2.2 课后习题2。

答,传递函数是描述控制系统输入和输出之间关系的数学模型,其形式为输出变量的拉普拉斯变换除以输入变量的拉普拉斯变换。

传递函数可以帮助我们分析控制系统的性能和稳定性,并进行控制器的设计。

3. 第二章。

3.1 课后习题1。

答,稳定性是控制系统设计中需要考虑的重要因素,它决定了系统在受到干扰或参数变化时的表现。

稳定性分析可以通过判据、根轨迹和频域等方法进行,其中判据法是最为直观和简单的方法,通过对系统的特征方程进行判别来判断系统的稳定性。

3.2 课后习题2。

答,根轨迹是一种描述控制系统特征方程根在复平面上运动规律的方法,它可以直观地反映系统的稳定性、过渡过程和静态误差等性能指标。

通过对根轨迹的分析,可以帮助我们设计合适的控制器来满足系统性能指标的要求。

4. 第三章。

4.1 课后习题1。

答,比例控制器是一种简单的控制器,它的输出与系统的误差成正比。

比例控制器可以改善系统的静态误差性能,但无法消除系统的稳定性问题和过渡过程中的振荡。

4.2 课后习题2。

答,积分控制器是一种消除系统静态误差的控制器,它的输出与系统的误差积分成正比。

积分控制器可以有效地消除系统的静态误差,但在实际应用中可能会导致系统的过度调节和振荡。

5. 总结。

通过对自动控制原理第二版课后习题的详细解答,我们可以更好地理解控制系统的基本原理和设计方法。

自动控制原理(胡寿松)课后习题答案详解

自动控制原理(胡寿松)课后习题答案详解

N
G3
G2
1+G1G2H1

- C
再进一步化简得:
1+G1G2H1
G1
G2
20
胡寿松自动控制原理习题解答第二章
N

G3
G2
C
1+G1G2H1

1+G1G2H1
G1
G2
再进一步化简得:
N G2G3-1-G1G2H1 1+G1G2H1
G2
C
G2+G1 (1+G1G2H1)
所以: C(s) =
G2 (G2G3 − 1 − G1G2 H1 )
10 6s + 10
R(s) 1 + G(s)H (s) 1 + 20 10
6s + 10 20s + 5
E(s) =
10
=
10
R(s) 1 + G(s)H (s) 1 + 20 10
6s + 10 20s + 5
=
(6s
200(20s + 5) + 10)(20s + 5) +
200
=
200(20s + 5) 120s 2 + 230s + 250
Z2
=
R2
+
1 C2s
=
1 C2s
(R2C2s + 1) =
1 C2
s
(T2
s
+ 1)
所以: U 0 (s) = Z 2 =
1 C2
s
(T2
s
+
1)

自动控制原理简明教程第二版课后答案第四章习题答案

自动控制原理简明教程第二版课后答案第四章习题答案
20,j0)。 起始角:
m
n
∑ ∑ θ pi = (2k +1)π +
ϕ − θ z j pi
pi pi
j=1 j=1 ( j≠i)
k = 0,±1,±2,
θ p1 = 1800 θ p2 = 1800 +ϕz1p2 −θ p1p2 −θ = p3p2 1800 + 450 −1350 −
900 = 00 θ p3 = 1800 +ϕz1p3−θ p1p3 −θ p2p3 =1800 − 450 +1350 + 900
(-2+j0)点在根轨迹上,而(0+j1), (-3+j2)点不在根轨迹上。 4-2 设单位反馈控制系统的开环传递函数
G(s) = K (3s +1) s(2s +1)
试用解析法绘出开环增益 K 从零增加到无穷时的闭环根轨迹图。 解:
系统开环传递函数为 G(s) = 3K /2(s +1/3) = K g (s +1/3) s(s +1/ 2) s(s +1/ 2)
mn
∑ ∑ θ pi = (2k +1)π +
ϕ − θ z j pi
pi pi
j=1 j=1
( j≠i)
k = 0,±1,±2,
θ p1 =1800
θ p2 =−900
θ p3 =+90
θ p4 = 00
根轨迹如图所示。
4-9 已知开环传递函数为
12
胡寿松自动控制原理习题解答第四章 电三刘晓峰制作
取分离点为 d1 =−1.7,d2 =−0.29 K *(s + 5)
(3) G(s) = s(s + 2)(s + 3)

胡寿松《自动控制原理》课后习题及详解(线性系统的状态空间分析与综合)【圣才出品】

胡寿松《自动控制原理》课后习题及详解(线性系统的状态空间分析与综合)【圣才出品】
与题中给出的 G s 表达式对比可得: a 5,b 5,c 5
则系统约当型状态方程为
9-8 已知矩阵
试求 A 的特征方程、特征值、特征向量,并求出变换矩阵将 A 对角化。 解:A 的特征方程为 则 A 的特征值为 特征向量为
7 / 46
圣才电子书

使 A 对角化矩阵为
9 / 46
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台

9-12 已知线性系统状态转移矩阵
试求该系统的状态阵 A 。
解:该系统的状态阵 A 为
9-13 已知系统状态方程 试求系统传递函数 G(s)。
解:由式 G s c sI A1 b 可得系统传递函数为
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台

第 9 章 线性系统的状态空间分析与综合 9-1 已知电枢控制的直流伺服电机的微分方程组及传递函数为
(1)设状态变量
输出量 y=θm,试建立其动态方程;
(2)设状态变量
试建立其动态方程;
确定两组状态变量间的变换矩阵 T。
6S 4S
8 3
1
2S 5 S2 4S
3
1
3 2
1 1 S 1 2
1 S 3
其可控标准型为
由对偶原理知其可观标准型为
对角型为ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
9-7 已知系统传递函数
6 / 46
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台

试求约当型(A 为约当阵)动态方程。 解:设传递函数分解为部分分式
解:由系统结构图可知
图 9-3 系统结构图
整理得系统动态方程为
变换形式可得系统动态方程为
4 / 46
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台

自动控制原理简明教程第二版课后答案第三章习题解答案

自动控制原理简明教程第二版课后答案第三章习题解答案

σ % = e −π ξ tp = π
2
/
1−ξ
2
=11.37%
=π × 3 2 = 3.63s 1−ξ ω n
3.5 ts = == 7s ξ ω
n
3-6 已知控制系统的单位阶跃响应为
h(t) =1+ 0.2e−60t −1.2e−10t
试确定系统的阻尼比 ζ 和自然频率 ωn。 解: 求拉氏变换得
5
4
s
5
s+4
h(t) =10 −12.5e−1.2t sin(1.6t + 53.1o )
试求系统的超调量 σ%、峰值时间tp 和调节时间ts。
1
−ξ ω nt
解:h(t) = 1−
e 1−ξ
n 2
sin( 1 −ξ 2ω t + β )
1− ξ
2
β = arccosξ
σ % = e−π ξ
/
tp = 1−π ξ 2ω
s3 + (1+10τ )s2 +10s +10 = 0
劳思表如下:
1 s3 s 2 1+10τ s1 10τ s0 1+10τ 10
10 10
所以能使系统稳定反馈参数 τ
的取值范围为 τ > 0
3-15 已知单位反馈系统的开环传递函数
100
(1) G(s) =
(0.1s +1)(s + 5) 50
(b) (c)
+
图 3-43 解:
6
控制系统
胡寿松自动控制原 理习题解答第三章 电三刘晓峰制作
(a)ω n = 1 ξ = 0 系统临界稳定。

胡寿松自动控制原理习题解答第四章

胡寿松自动控制原理习题解答第四章

4-1 设单位反馈控制系统的开环传递函数 1)(+=∗s K s G试用解析法绘出∗K 从零变到无穷时的闭环根轨迹图,并判断下列点是否在根轨迹上: (-2+j0), (0+j1), (-3+j2) 解:有一个极点:(-1+j0),没有零点。

根轨迹如图中红线所示。

(-2+j0)点在根轨迹上,而(0+j1), (-3+j2)点不在根轨迹上。

4-2 设单位反馈控制系统的开环传递函数 )12()13()(++=s s s K s G 试用解析法绘出开环增益K 从零增加到无穷时的闭环根轨迹图。

解:系统开环传递函数为)2/1()3/1()2/1()3/1(2/3)(++=++=s s s K s s s K s g G 有两个极点:(0+j0),(-1/2+j0),有一个零点(-1/3,j0)。

根轨迹如图中红线所示。

4-3 已知开环零、极点分布如图4-28所示,试概略绘出相应的闭环根轨迹图。

图4-28 开环零、极点分布图4-4 设单位反馈控制系统开环传递函数如下,试概略绘出相应的闭环根轨迹图(要求确定分离点坐标d):  (1) )15.0)(12.0()(++=s s s Ks G解:系统开环传递函数为)2)(5()2)(5(10)(++=++=s s s K s s s Ks g G 有三个极点:(0+j0),(-2+j0),(-5+j0)没有零点。

分离点坐标计算如下:051211=++++d d d 3解方程的010142=++d d 7863.31−=d ,d 88.02−=取分离点为88.0−=d根轨迹如图中红线所示。

(2) )12()1()(++=s s s K s G解:系统开环传递函数为)5.0()1()5.0()1(2/)(++=++=s s s K s s s K s g G有两个极点:(0+j0),(-0.5+j0),有一个零点(-1+j0)。

分离点坐标计算如下:115.011+=++d d d 解方程的05.022=++d d 7.11−=d ,d 29.02−=取分离点为7.11−=d ,29.02−=d 根轨迹如图中红线所示。

胡寿松自控习题答案 第二章习题解答

胡寿松自控习题答案 第二章习题解答
Z 2 = R2 + 1 1 (R2 C 2 s + 1) = 1 (T2 s + 1) = C2 s C2 s C2 s
1 (T2 s + 1) U 0 ( s) Z2 C2 s (T1 s + 1)(T2 s + 1) = = = 所以: R1 1 U i ( s) Z1 + Z 2 R1C 2 s + (T1 s + 1)(T2 s + 1) + (T2 s + 1) T1 s + 1 C 2 s
即 F − F0 = K 1 ( y − y 0 )
其中 K 1 = = 12.65 × 1.1y 0 dy y= y
0
dF
0.1
0.1 = 13.915 × 1.1y 0
2-8 设晶闸管三相桥式全控整流电路的输入量为控制角,输出量为空载整流电压,它们之间的关系为:
ed = E d 0 cos α
xi (0) = x0 (0) = 0
则系统传递函数为
X 0 (s) fs + K 1 = X i ( s ) fs + ( K 1 + K 2 )
2-3 试证明图2-58(a)的电网络与(b)的机械系统有相同的数学模型。
2
胡寿松自动控制原理习题解答第二章
图 2-58
电网络与机械系统
1 C1 s R1 R1 1 解:(a):利用运算阻抗法得: Z 1 = R1 // = = = 1 C1 s R1C1 s + 1 T1 s + 1 R1 + C1 s R1
& (t ) + x(t ) = t ; (1) 2 x
解:对上式两边去拉氏变换得: (2s+1)X(s)=1/s2→ X ( s ) =

自动控制原理 (胡寿松 著) 科学出版社 课后答案

自动控制原理 (胡寿松 著) 科学出版社 课后答案
课后答案网
《自动控制原理》习题参考答案 第1章
1.7.2 基础部分 1. 答:开环控制如:台灯灯光调节系统。 其工作原理为:输入信号为加在台灯灯泡两端的电压,输出信号为灯 泡的亮度,被控对象为灯泡。当输入信号增加时,输出信号(灯泡的亮度)增加,反之亦然。 闭环控制如:水塔水位自动控制系统。 其工作原理为:输入信号为电机两端电压,输出信号为水塔水位,被控 对象为电机调节装置。当水塔水位下降时,通过检测装置检测到水位下降,将此信号反馈至 电机,电机为使水塔水位维持在某一固定位置增大电机两端的电压,通过调节装置调节使水 塔水位升高。反之亦然。 2. 答:自动控制理论发展大致经历了几个阶段: 第一阶段:本世纪 40~60 年代,称为“经典控制理论”时期。 第二阶段:本世纪 60~70 年代,称为“现代控制理论”时期。 第三阶段:本世纪 70 年代末至今,控制理论向“大系统理论”和“智能控制”方向 发展。 3. 答:开环控制:控制器与被空对象之间只有正向作用而没有反馈控制作用,即系统的输 出量与对控制量没有影响。 闭环控制:指控制装置与被空对象之间既有正向作用,又有反向联系控制的过程。 开环控制与闭环控制的优缺点比较: 对开环控制系统来说,由于被控制量和控制量之间没有任何联系,所以对干扰造成的 误差系统不具备修正的能力。 对闭环控制系统来说,由于采用了负反馈,固而被控制量对于外部和内部的干扰都不 甚敏感,因此,有不能采用不太精密和成本低廉的元件构成控制质量较高的系统。 4. 答:10 线性定常系统; (2)非线性定常系统; (3)非线性时变系统; (4)非线时变系统; 1.7.3 提高部分 1.答:1)方框图:
kh da w. co m
40( S + 20) 系统在扰动作 S + 20 × 40 K1 + 20

自动控制原理_胡寿松_第二版_答案全解

自动控制原理_胡寿松_第二版_答案全解

第二章控制系统的数学模型习题及参考答案自动控制原理胡寿松第二版课后答案2-2 由牛顿第二运动定律,在不计重力时,可得整理得将上式拉氏变换,并注意到运动由静止开始,即初始条件全部为零,可得于是传递函数为②其上半部弹簧与阻尼器之间,取辅助点A,并设A点位移为x,方向朝下;而在其下半部工。

引出点处取为辅助点B。

则由弹簧力与阻尼力平衡的原则,从A和B两点可以分别列出如下原始方程:消去中间变量x,可得系统微分方程对上式取拉氏变换,并计及初始条件为零,得系统传递函数为③以引出点作为辅助点,根据力的平衡原则,可列出如下原始方程:移项整理得系统微分方程对上式进行拉氏变换,并注意到运动由静止开始,即则系统传递函数为2-3(b)以k1和f1之间取辅助点A,并设A点位移为x,方向朝下;根据力的平衡原则,可列出如下原始方程:所以2-6解:2-7 解:2-8 解:2-9解:2-10 解:系统的结构图如下:系统的传递函数为:2-11 解:(a)(b)(c)(d)(e)(f)2-12 解:第三章线性系统的时域分析习题及参考答案自动控制原理胡寿松第二版课后答案3-1解:3-2 解:3-3 解:3-4 解:3-5 解:3-6 解:3-7 解:3-8 解:3-9 解:列劳斯表如下:系统不稳定3-10 解:(略)3-11 解:系统的特征方程为:化简得;列劳斯表如下:0<k<1.73-12 解:系统的开环传递函数为:特征方程为:列劳斯表如下:所以τ>03-13 解:(1)、(2)(3)3-14 解:(1)(2)(3)3-15 解:(1)系统的开环传递函数为:而(2)系统的开环传递函数为:而(3)系统的开环传递函数为:而同时作用下的系统误差为:第四章线性系统的根轨迹法习题及参考答案自动控制原理胡寿松第二版课后答案4-1 解:系统的开环传递函数为根轨迹如图所示4-2 解:4-3 解:(1)系统的开环传递函数为概略的根轨迹如下图所示:(2)系统的开环传递函数为根轨迹如下图所示4-4 解:(1)系统的开环传递函数为(2)系统的开环传递函数为有三个极点一个零点:(-20,j0)。

自动控制原理(胡寿松)课后习题答案详解

自动控制原理(胡寿松)课后习题答案详解

=
0.04 s 2
1 + 0.24s
+1
C (s)
=
0.04 s 2
10 6s + 10
R(s) 1 + G(s)H (s) 1 + 20 10
6s + 10 20s + 5
E(s) =
10
=
10
R(s) 1 + G(s)H (s) 1 + 20 10
6s + 10 20s + 5
=
(6s
200(20s + 5) + 10)(20s + 5) +
200
=
200(20s + 5) 120s 2 + 230s + 250
U 0 (s) + U i (s) R0
U1 (s) R0
U 2 (s) R0
式(1)(2)(3)左右两边分别相乘得
9
胡寿松自动控制原理习题解答第二章
U0 (s)
= − Z1 Z 2 R2 即
U 0 (s) + U i (s) R0 R0 R0
U 0 (s) + U i (s) = − R03
U0 (s)
正比,此时有
F
d(H − dt
H0)
=
(Q1

Q0 )

(Q2

Q0 )
于是得水箱的微分方程为
F
dH dt
= Q1 − Q2
胡寿松自动控制原理习题解答第二章
图 2-58 电网络与机械系统
1
解:(a):利用运算阻抗法得: Z1
=
R1

自动控制原理第二版课后习题参考答案

自动控制原理第二版课后习题参考答案

自动控制原理第二版课后习题参考答案2-1 (a)()()1121211212212122112+++⋅+=+++=CS R R R R CS R R R R R R CS R R R CS R R s U s U (b)()()1)(12221112212121++++=s C R C R C R s C C R R s U s U 2-2 (a)()()RCs RCs s U s U 112+=(b) ()()141112+⋅-=Cs R R R s U s U (c)()()⎪⎭⎫⎝⎛+-=141112Cs R R R s U s U 2-3 设激磁磁通f f i K =φ恒定()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡++++=Θφφπφm e a a a a m a C C f R s J R f L Js L s C s U s 2602 2-4()()()φφφπφm A m e a a a a m A C K s C C f R i s J R f L i Js iL C K s R s C +⎪⎭⎫⎝⎛++++=260232-5 ()2.0084.01019.23-=⨯--d d u i 2-8 (a)()()()()3113211G H G G G G s R s C +++=(b)()()()()()31243212143211H G H G G G H G G G G G G s R s C +++++=2-9 框图化简中间结果如图A-2-1所示。

图A-2-1 题2-9框图化简中间结果()()()()52.042.018.17.09.042.07.023++++++=s k s k s s s R s C 2-10()()4232121123211G H G G H G G H G G G G s R s C ++-+=2-11 系统信号流程图如图A-2-2所示。

图A-2-2 题2-11系统信号流程图()()()()2154214212654212215421421321111H H G G G G G G G H G G G G G s R s C H H G G G G G G G G G G s R s C -++=-++=2-12 (a)()()()adgi abcdi agdef abcdef cdhs R s C +++-=11(b)()()()1221211222112++++=s C R C R C R s C R C R R s R s C 2-13 由选加原理,可得()()()()()()[]s D H G G s D G s D G s R G G G H G H s C 3121221221221111--+++=第三章3-1 分三种情况讨论 (a) 当1>ζ时()()()()()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+----+-=-+-=---=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-⎪⎭⎫ ⎝⎛---221221222211112121,122ζζζζωζωζωζζωζζωζζωζζt t n n nn n n e e t t c s s (b) 当10<<ζ时()()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛-----+-=---+---=-+-=---=---22222222222121121sin 1121sin 1211cos 221,1ζζζωζωζωζωζωζζωζωζωζωζζωζζζωζωζωarctg t et t e t et t c j s j s n tnnn t nn tnnn n n n n(c) 当1=ζ时设系统为单位反馈系统,有()()()()()2222nn n r s s s s R s c s R s E ωζωζω+++=-= 系统对单位斜坡输入的稳态误差为 ()nn n n s sr s s s s s s im e ωζωζωζω22212220=+++⋅⋅=→ 3-2 (1) 0,0,50===a v p K K K (2) 0,,==∞=a v p K K K K(3) 10,,K K K K a v p =∞=∞= (4) 0,200,==∞=a v p K KK K 3-3 首先求系统的给定误差传递函数()⎪⎭⎫ ⎝⎛++-=-=-t e t t c s n t n n nn 21222,1ωωωωω()101.0)11.0()(11)()(2+++=+==Φs s s s s G s R s E s e 误差系数可求得如下()()()0)101.0()12.0(20)101.0(2lim lim 1.0)101.0()12.0(10lim lim 0101.0)11.0(lim lim 32220220222001200=+++-++=Φ==+++=Φ==+++=Φ=→→→→→→s s s s s s ds d C s s s s ds d C s s s s s C s e s s e s s e s(1) 0)(R t r =,此时有0)()(,)(0===t r t r R t r s s s ,于是稳态误差级数为()0)(0==t r C t e s sr ,0≥t(2) t R R t r 10)(+=,此时有0)(,)(,)(110==+=t r R t r t R R t r s s s ,于是稳态误差级数为()1101.0)()(R t rC t r C t e s s sr =+= ,0≥t (3) 221021)(t R t R R t r ++=,此时有t R R t rt R t R R t r s s 212210)(,21)(+=++= ,2)(R t r s = ,于是稳态误差级数为())(1.0)(!2)()(21210t R R t r C t rC t r C t e s s s sr +=++= ,0≥t 3-4 首先求系统的给定误差传递函数()5001.0)11.0()(11)()(2+++=+==Φs s s s s G s R s E s e 误差系数可求得如下()()()232220220222001200050098)5001.0()12.0(1000)5001.0(100lim lim 5001)5001.0()12.0(500lim lim 05001.0)11.0(lim lim =+++-++=Φ==+++=Φ==+++=Φ=→→→→→→s s s s s s ds d C s s s s ds d C s s s s s C s e s s es s e stt r t t rt t r s s s 5sin 25)(5cos 5)(5sin )(-===稳态误差级数为()[][][]tt tC t C C t e sr 5cos 1015sin 109.45cos 55sin 25224120 -⨯++⨯=-⨯+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯-=- 3-5 按技术条件(1)~(4)确定的二阶系统极点在s 平面上的区域如图A-3-1 (a) ~ (d)的阴影区域。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第二章控制系统的数学模型习题及参考答案
自动控制原理胡寿松第二版课后答案
2-2 由牛顿第二运动定律,在不计重力时,可得
整理得
将上式拉氏变换,并注意到运动由静止开始,即初始条件全部为零,可得
于是传递函数为
②其上半部弹簧与阻尼器之间,取辅助点A,并设A点位移为x,方向朝下;而在其下半部工。

引出点处取为辅助点B。

则由弹簧力与阻尼力平衡的原则,从A和B两点可以分别列出如下原始方程:
消去中间变量x,可得系统微分方程
对上式取拉氏变换,并计及初始条件为零,得系统传递函数为
③以引出点作为辅助点,根据力的平衡原则,可列出如下原始方程:
移项整理得系统微分方程
对上式进行拉氏变换,并注意到运动由静止开始,即
则系统传递函数为
2-3
(b)以k1和f1之间取辅助点A,并设A点位移为x,方向朝下;根据力的平衡原则,可列出如下原始方程:
所以
2-6解:
2-7 解:
2-8 解:
2-9解:
2-10解:
系统的结构图如下:
系统的传递函数为:
2-11 解:(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
2-12 解:
第三章线性系统的时域分析习题及参考答案自动控制原理胡寿松第二版课后答案
3-1解:
3-2 解:
3-3 解:
3-4 解:
3-5 解:
3-6 解:
3-7 解:
3-8 解:
3-9 解:列劳斯表如下:
系统不稳定
3-10 解:(略)
3-11 解:系统的特征方程为:
化简得;
列劳斯表如下:
0<k<1.7
3-12 解:系统的开环传递函数为:
特征方程为:
列劳斯表如下:
所以τ>0
3-13 解:
(1)、
(2)
(3)
3-14 解:
(1)
(2)
(3)
3-15 解:
(1)系统的开环传递函数为:

(2)系统的开环传递函数为:

(3)系统的开环传递函数为:

同时作用下的系统误差为:
第四章线性系统的根轨迹法习题及参考答案自动控制原理胡寿松第二版课后答案
4-1 解:系统的开环传递函数为
根轨迹如图所示
4-2 解:
4-3 解:
(1)系统的开环传递函数为
概略的根轨迹如下图所示:
(2)系统的开环传递函数为
根轨迹如下图所示
4-4 解:
(1)系统的开环传递函数为
(2)系统的开环传递函数为
有三个极点
一个零点:(-20,j0)。

起始角:
根轨迹如下图
4-5 (1)
(2)
(3)解:系统的开环传递函数
起始角:
根轨迹如下图所示
4-6 解
根轨迹图如下:
4-8 解:
所以系统闭环不稳定。

(2)若H(S)=2S+1,系统的开环传递函数为:
根轨迹如下:
第五章 线性系统的频域分析法习题及参考答案 自动控制原理 胡寿松 第二版 课后答案
5-3 解:
5-5 解:
(2)
5-9 解:
对数幅频渐近线特性如下:
对数幅频渐近线特性如下:
对数幅频渐近线特性如下:
5-10 解:
5-12
5-13 解:
5-15 解:
5-16 解:
5-17 解:
5-18 解:。

相关文档
最新文档