机械工程控制基础作业
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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 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~