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

/ / / /

J

竺吋f ) L

图2.4

2.5求图2.5所示系统传递函数。

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~

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