石群自动控制原理(第7章)作业答案
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7-10 试求图7-69 闭环离散系统的脉冲传递函数Φ(z) 或输出C(z)。解:
121()[()()]()
C z E z E z G z =−22()[()()]
E z Z C s G s =122112()
()()
1()
G G z E z E z G G z =+13()()()()
E z R z G z C z =−11213()()
()1()()()
G z C z R z G G z G z G z =
++1212[()()]()
E z E z G G z =−Mason Gain Rule
Mason Gain Rule
24()[()()()]()
C s R s G s B s G s =+*
3()()()()
h B s E s G s G s =1()()()()
E s G s R s C s =−*
**
1
()()()
E s RG s C s =−*
234()[()()()()()]()
h C s R s G s E s G s G s G s =+{}**
21
34()()[()()]()()()
h R s G s RG s C s G s G s G s =+−*
***
*241
34
()()[()()]()
h C s RG G s RG s C s G G G s =+−2413434()()()
()1()
h h RG G z RG z G G G z C z G G G z +=
+
12()[()()]()C s N s B s G s =+*12
1()()()()
h B s B s G s G s =221()()()()()
B z R z D z E z D z =+()()()
E z R z C z =−*22
12()()()()()()()h C s N s G s B s G s G s G s =+*
***2
2
12
()()()()
h C s NG s B s G G G s =+2212()()()()
h C z NG z B z G G G z =+22112()[()()()()]()h NG z R z D z E z D z G G G z =++21212112()[()()]()()
()1()()
h h NG z D z D z G G G z R z C z D z G G G z ++=
+
7-15 设离散系统如图7-70所示,采样周期T=1s, G h (z)为零阶保持器。要求:
⑴当K=5时,分别在z 域和w 域中分析系统的稳定性;⑵确定使系统稳定的K 值范围。解:⑴
00()[()()]h h G G z Z G s G s =1
2151[
]25(1)[]
(0.21)(5)
Ts
e
Z z Z s
s s s s −−−==−++1
20.20.040.0425(1)[]5
z Z s s s −=−−++1
25
0.20.040.0425(1)[](1)1z z z z z z z e −−=−−+−−−55
5
(4)(16)
(1)()
e z e z z e −−−++−=−−
55
025
0()(4)(16)
()1()315h h G G z e z e z G G z z z e
−−−++−Φ==+++−25
()3150
D z z z e −=++−=122.633, 0.367
z z =−=−11z >11
w z w +=
−2
()0.01360.21490
D w w w =+−=120.4704, 0.4568
w w =−=20w >552
55416()[(1)()]()0
55
T
T
T
T
e e D z z e K z e K −−−−+−=+−++++=2
()0.9933(1.98650.3838)(1.01350.6094)0
D w Kw K w K =+−+−=0 1.6631
K <<由于,故闭环系统不稳定。令:由于,故闭环系统不稳定。⑵确定系统稳定时K 的取值范围。
根据劳斯判据:
7-17 设离散系统如图7-72所示,其中T=0.1, K=1, r(t)=t,试求静态误差系数K p 、K v 、K a ,并求系统稳态误差。
解:
1
021()[
](1)[](1)(1)
sT
h e
K K G G z Z z Z s
s s s s −−−==−++1
1
22
1110.1(1)[](1)[]1(1)
10.905z z z z Z z s s s z z z −−=−−+=−−++−−−0.005(0.9)(1)(0.905)z z z +=−−2
01(1)(0.905)()1() 1.90.905
e h z z z G G z z z −−Φ==+−+