机械工程控制基础作业

2.1列写图2.1所示系统的微分方程。

f （t ）为输入，y 2（t ）为输出。

/(/)
A 2
-HH —<
// // Zz zzZ/zzVz z
图2.1
2.2求图2.2所示无源电网络的传递函数，图中电压 U i ,U 2分别是输入 量和输出量。

（C ）
图2.2
2.3无源电网络如图2.3所示，电压U i （t ）， U 2（t ）分别为输入量和输出 量。

绘传递函数方框图，并求传递函数。

图2.3
24已知机电系统如图2.4所示。

求绘制系统传递函数方框图，并求 传送函数
G(』)=XU Ed。

提示：假定电磁线圈的反电势 轧二
线圈电流i 2对衔铁M 产生的力F 。

= K2i 2
R.
Uj<l)
良|
0 -- CZI —P
广丄
.5
ft III
Q --------------- --
■e
冲⑺
<1
他⑺
k
叫
/ / / /
J
■
竺吋f ） L
图2.4
2.5求图2.5所示系统传递函数。

图
2.5
3.1 一个系统的传递函数为
G(s) =
10
0.2S + 1
采用图1所示方法使新系统的过渡过程时间减小为原来的0.1倍，放大系数不变, 求K o和K i的值。

图2
3.3系统框图如图3所示，要求系统最大超调Mp =
16.3%
，峰值时间tp=ls .求
K i、K2。

3.2 3个二阶系统得传递函数均可写成G(s) = 2 H 2
S +2U©nS + ©n
,它们的单位阶跃响应曲线如图2所示，图中t s1、t s2是曲线①、②的过渡过程时间，t pi、t p2、t p3
2
是曲线①、②、③的峰值时间。

在同一s平面上画出3个闭环极点的相对位置。

3.4控制系统如图4所示。

⑴当K f = 0、K A= 10时，试确定系统的阻尼比、无阻尼固有频率和在单位斜坡输入作用下系统的稳态误差。

(2)若要求系统阻尼比为0.6、K A= 10,试确定K f值和在单位斜坡输入作用下系统的稳态误差。

(3)若在单位斜坡输入作用下，要求保持阻尼比为0.6,稳态误差为0.2,确定K f、
1. 已知某单位反馈系统的开环传递函数为 G K
(S )=-^，其中，K>0，若该系
s(s+a)
统的输入为X i (t)=Acos3t 时，其稳态输出的幅值为 A ,相位比输入滞后90° , (1) 确定参数K , a ;
(2)
求系统的阻尼比、无阻尼固有频率和有阻尼固有频率；
(3)若输入为Xi(t)=Aco 觀t ，确定3为何值时能得到最大的稳态响应幅值，并 求此最大幅值。

5
4.已知单位反饋系统的开环传递函数为 G(s)=—
—，求谐振频率、谐振峰
值、
2. 绘制下列传递函数的Nyquist 图和Bode 图。

1)
2) 侣+1
G
(s
)=T^
(仃“。

)
s(s + 2)
零频值、截止频率和带宽。

1.如图为某焊接机器人焊接头的位置自动控制系统传递函数方框图，试确定其 稳定的K 、a 取值区间。

图（题1）
2. 已知系统的开环的频率特性的 Nyquist 图如图2所示，其中P 为开环传递函 数中具有正实部极点的个数，
3.已知系统开环传递函数为
K
s （0,ls + l ）
试求系统的相位裕度为45°时，开环放大系数K 的取值。

若K 增加10倍，其相 位裕度如何变化。

Ris ）
预期 位a
控制S
K(s 5 —
0+ 1)
filSc
试判别对应的各个闭环系统的稳定性。

3 = 00
0 洌"0 K P [ml
MT
Re
—一厂・Re /
/ y 尸=0
G( =
火 + 2)0 +3)
焊接头动力学
P=2
（C
）
Im
o~。