自控所有答案 教材：《现代控制系统》(第八版)谢红卫等译 高等教育出版社,2001.6

subplot(2,1,2),step([2,16],[1,6,16],t),
#
P5.4略
AP5.4略
E6.4[解]
令首列不变号的：
#
E6.6[解]
令s1列全为0得
由
#
P6.6[解]
略
#
AP6.3[解]
略
#
E7.1[解]
(a)>> rlocus([1,4,0] ,[1,2,2])
(b)
令
得：
(c)对应闭环极点（特征根）为
AP7.3
MP7.2
第八章频率响应方法
P387
E8.1、E8.3、E8.5、P8.1、P8.6、P8.15、P8.17、P8.24
AP8.4
MP8.5
第九章频率稳定性
P453
E9.1、P9.1、P9.2、P9.4
AP9.1
MP9.2
第十章控制系统设计
两道题见后
注意：Bode图必须采用对数坐标纸绘制，根轨迹用直角坐标纸绘制。
b>> Gs=tf([0.5,1],[1 0 0]);nyquist(Gs)
c>> Gs=tf([1 10],[1 6 10]);nyquist(Gs)
#
P8.6[解]
， #
P8.15[解]
Gs=tf(5,[1/12.5^2,2*0.2/12.5,1,0]);bode(Gs);grid
#
如图，转折频率为12.5rad/s，最大误差 ,取 ，所以
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页码
基础习题
增强习题
Matlab
习题
第一章控制系统导论
P20
E1.1、P1.7、P1.11
第二章控制系统的数学模型
P82
E2.4、E2.5、E2.8、E2.26、P2.7、P2.8
P2.36
MP2.4
第三章状态空间模型
P142
E3.3、E3.11、P3.1
P3.14
MP3.5
第四章反馈控制系统的特性
(d)令
调整时间 s
>> step(0.309*[1,4,0] ,[1+0.309,2+4*0.309,2])
#
E7.6[解]
>>rlocus([1,20] ,[1,24,144,0])
使系统产生振荡的根为根轨迹中的分离点以后的根，如图可知：K>16.37
#
E7.12[解]
>>rlocus([1,1] ,[1,4,8,0])
E10.1[解]
1）绘制未校正系统 的根轨迹图形：
rlocus ([1] ,[1,25,100,0]);grid
2)根据给定性能指标，计算理想闭环极点位置
3)如图，理想闭环极点极点为根轨迹的左侧，控制器需提供一定的超前相角才能使得闭环后系统满足性能要求，故采用串联超前校正。
4)计算补充超前相角。
5)设计控制器
零极点为：
#
P2.36[解]
(a)
(b)一个正向通道：
两个环：
(c)令
(d)略
#
E3.3[解]
由已知：
状态转移矩阵
令： 求得
#
E3.11[解]
根据状态空间方程 可得：
#
P3.1[解]
(a)
(b)
(c)
#
P3.14[解]
根据状态空间方程 可得：
#
E4.1[解]
(a)
(b)
#
E4.4[解]
(a) 0型系统，
∞
0
-180
>> Gs=tf([4],[1 2 1]);nyquist(Gs)
(注意，极坐标图形仅为Nyquist图的一半，即上图中的下半部分，ω：0→∞)
#
E8.3[解]
系统的开环频率特性函数：
令： 得
对应幅值为：
#
E8.5[解]
传递函数
由Bode图知： #
P8.1[解]
a>> Gs=tf([1],[0.5 2.5 1]);nyquist(Gs)
P8.17[解]
>>Gs=tf([2,4],[1/32,(1/64+1/10),(2+1/20),1,0]);bode(Gs);grid
#
P8.24[解]略#
AP8.4[解]
>>Gs=tf(2,[1 5.2 22.4 32 0]);bode(Gs);grid
#
E9.1[解]
num=[4/3,4];
#
P9.2[解]
1)像点映射：
K=4;
num=[K];den =[1,1,4,0];
Gs=tf(num,den);nyquist(Gs);
2)围线与实轴负向的交点为：
令虚部为零得 ，
此时，频率特性函数的实部为：
所以，K的最大取值为 #
P9.4[解]略#
10.1、已知系统如下所示， ，
试设计控制器Gc(s)，要求系统在单位阶跃输入下性能指标如下：
第十一章非线性系统
一道题见后
[说明]:1、教材：《.现代控制系统》（第八版）[美]Richard C. Dorf等著，谢红卫等译。高等教育出版社，2001.6。
2、基本题型必须完成，增强题型选作。
3、Matlab题型选作，并以*.m的形式发到邮箱：ligang@swjtu.cn。
E1.1[解]
输出变量：功率
当K＝10时，
当K＝20时，
#
E7.14[解]
>>rlocus([1,10] ,[1,5,0])
(a)分离点：
(b)由 可得
(c)
闭环传函的极点为：
#
E7.20[解]
>> rlocus([1,1] ,[1 3 -4 0])
(a)由Routh判据的K>6
(b)使复根稳定的最大阻尼比为 #
P7.1[解]
den =conv([1,0],conv([2,1],[1/49,1/7,1]));
Gs=tf(num,den);bode(Gs);grid
#
P9.1[解]
a) num=[1];den =conv([0.5,1],[2,1]);
Gs=tf(num,den);nyquist(Gs);
b) num=[0.5,1];den =[1,0,0];
E11.1[解]
11.1、已知非线性系统的结构如图，试用描述函数发确定继电器特性参数a,b，以便系统不产生自激振荡。
P180
E4.1、E4.4、P4.8
AP4.8
MP4.2
第五章反馈控制系统的性能
P235
E5.2、E5.4、P5.4
AP5.4
MP5.5
第六章反馈控制系统的稳定性
P273
E6.4、E6.6、P6.6
AP6.3
MP6.2
第七章根轨迹法
P325
E7.1、E7.6、E7.12、E7.14、E7.20、P7.1、P7.3、P7.13
Gs=tf(num,den);nyquist(Gs);
c) num=[1,10];den =[1,6,10];
Gs=tf(num,den);nyquist(Gs);
c) num=[30,30*8];
den =conv([1,0],conv([1,2],[1,4]));
Gs=tf(num,den);nyquist(Gs);
(a) rlocus([1] ,[1 2,1,0])(b) rlocus([1] ,[1,4,6,4])
(c) rlocus([1,5] ,[1,5,4,0])(d) rlocus([1,4,8] ,[1,4,0,0])
#
P7.3[解]
>> rlocus([1] ,[1,7,10,0])
#
P7.13[解]
(b)对于斜波输入
#
P4.8[解]
(a)
(b)
#
AP4.来自百度文库略
第五章
E5.2[解]
(a)根据题目条件
系统开环传函为：
系统闭环传函为：
(b) >> step([100],[1,7,110])
对比二阶标准系统：
#
E5.4[解]
（a)
（B)
二阶标准系统 的单位阶阶跃响应为：
所以：
t=0:0.01:3;
subplot(2,1,1),step([16],[1,6,16],t),
输入变量：电流
被测变量：功率
控制装置：微处理器
#
P1.7[解]
正反馈占优
时间误差
#
P1.11[解]
利用浮球保持水箱的液面高度，使得滴水孔的流水量均衡，从而使得液面高度与时间成线性关系，保持了水钟的准确度。
#
E2.4[解]
#
E2.5[解]
#
E2.8[解]
#
E2.26[解]
#
P2.7[解]
#
P2.8[解]
采用平分角度法可得：
根据幅值条件可得：
故整个系统开环传函为：
6)绘制校正后系统的根轨迹
rlocus (1917.3*[1 0.44] ,conv([1,2.26],[1,25,100,0]));grid
根据给定的相位裕量（考虑安全裕量），确定所需要的最大超前相角m。
10.2、已知某单位负反馈系统开环传函为 ，试设计校正装置，使系统满足下列指标：
>> rlocus ([1] ,[1,7,19.84,23.54,0])
(a)分离点：
(b) #
AP7.3[解]
所以等效系统的开环传函为：
>> rlocus ([1,1,0] ,[1,1,0,10])
#
E8.1[解]
当K=4时， ,
ω
G(ω)
Φ(ω)
0
4
0
0.5
3.2
-53
1
2
-90
2
0.8
-127