《自動(dòng)控制原理》孫亮、楊鵬北京工業(yè)大學(xué)exe【khdaw_lxywyl】

1、課后答案網(wǎng)www. khdaw. com第8章習(xí)題8-1已知時(shí)間借號(hào)兀如下.試求取它們的Z變換X。(1) %(/)= Acosa)t(2) x(/) = /:(3) x(t) = 1 -(4) x(l) = It-e2r(5) x(t) = e -sinbt8-2已知時(shí)間函數(shù)x(/)的拉氏變換X(s),試求取它們的z變換X(Z)o105課后答案網(wǎng)www. khdaw. com(1) X(s) =50(5+5)(5 +10)(2) X(S)=50產(chǎn)(5+5)(5+10)#課后答案網(wǎng)www. khdaw. com#課后答案網(wǎng)www. khdaw. com(3) x(5)=52(5+l)(4) X(

2、5)=52(5+ 1)8-3已知采樣信號(hào)的z變換X(z)如廠試求Z反變換xt) o#課后答案網(wǎng)www. khdaw. com(1)XQ) =(3)(2)XJ 爲(wèi)九(z-l) (z - 2)8-4分別用z變換法和迭代法(解出5項(xiàng)以上)求解如卜差分方程。(1) x(k + 2) - 3x伙 + 1)+ 2x伙)=m伙)輸入信號(hào)：i心)=1伙)初始條件：x(0) = 0,x(l) = 0(2) x(k +2)-3x伙 + l)+2x伙)=0初始條件：x(0) = l,x(l) = l8-5采樣控制系統(tǒng)如圖所示，采樣間隔為7 = 1秒，試計(jì)算真輸出(/), c，并畫 出輸出信號(hào)波形c(f)。ct)c8

3、-6已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如題圖所示，試求系統(tǒng)輸出的Z變換C(Z)o2)(c)習(xí)題8-68-7己知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如題圖所示，采樣間隔為T = 1秒，試求取開壞脈沖傳遞兩數(shù)G (z),閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)G (z),及系統(tǒng)的單位階躍響hyc*(O o106課后答案網(wǎng)www. khdaw. com#課后答案網(wǎng)www. khdaw. com習(xí)題8-78-8己知采樣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如題圖所示，試確運(yùn)系統(tǒng)的傳遞關(guān)系。(c)#課后答案網(wǎng)www. khdaw. com#課后答案網(wǎng)www. khdaw. com習(xí)趣8-88-9已知采樣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如題圖所示，試確定系統(tǒng)的傳遞關(guān)系。(切習(xí)趣8-98-10已知系統(tǒng)的閉環(huán)特征方

4、程如2試判別采樣系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(1) (Z + l)(Z+0.2)(z+2) = 0(2) z_ 1.5才一 0.25Z+0.4=08-11已知采樣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如題圖所示試確定K丁平面匕的穩(wěn)定域。習(xí)題8-11C知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如題圖所示，試確泄系統(tǒng)的穩(wěn)泄條件。8-13習(xí)題8-12給定采樣間隔為7 = 0.2秒，試分析題圖系統(tǒng)的穩(wěn)定性。8-12108課后答案網(wǎng)www. khdaw. com#課后答案網(wǎng)www. khdaw. com1 -嚴(yán)2S5(0.035+1)(0.15+1)C(s)習(xí)題8-138-14 C知采樣系統(tǒng)的閉壞脈沖傳遞函數(shù)為c(z)Z + CR(Z) F + 血 + b 試確定系統(tǒng)穩(wěn)定

5、時(shí)，參數(shù)Q,b,C所應(yīng)滿足的關(guān)系。8-15校止后的控制系統(tǒng)如題圖所示，如采用計(jì)算機(jī)控制，由數(shù)字控制器0代替模 擬控制器G(5).試寫出迭代控制算式的表達(dá)式。109課后答案網(wǎng)www. khdaw. com#課后答案網(wǎng)www. khdaw. com1 + 4$1+50$3035(0.15+1)(0.25+1)對(duì)彖Gts)控制器G)#課后答案網(wǎng)www. khdaw. com110課后答案網(wǎng)www. khdaw. com210(0.255 + 1)(0.15 + 1)(2.5$ + l)(0.01s + l)f20s(0.025$ + l)(0.1$ + l)習(xí)題8-158-16校止后的控制系統(tǒng)如題圖

6、所示，如采用計(jì)算機(jī)控制，由數(shù)字控制器0代替模 擬控制器G(5),試寫出迭代控制算式的表達(dá)式，并確定采樣間隔時(shí)間T的上限。拎制器G對(duì)象Gs)習(xí)題8-168-17采樣控制系統(tǒng)如題圖所示，輸入信號(hào)為r(O = l(Z),試確泄最少拍控制時(shí)的控制 器 P(Z)o#課后答案網(wǎng)www. khdaw. com2- 1已知電網(wǎng)絡(luò)如題圖所示，輸入為叫,輸出為心(/),試列寫微分方程。/?. L(3課后答案網(wǎng)www. khdaw. com課后答案網(wǎng)www. khdaw. com習(xí)題212 2電磁鐵的磁拉力計(jì)算公式為/z0S(M)2 a尸(打)=4*,(單位：N)式屮，他為空氣導(dǎo)磁率，S為磁極面積，N為激磁繞組匝數(shù)

7、，i為激磁電流，x為氣隙人小，求 出F(x,/)的線性化方程。2-3求卜列時(shí)間函數(shù)/的拉氏變換尸($)。/(0 = O.Xl-cos50(a)(b)/(r)= e2rcos314r(c)/(/)=Slll(5/ + y)課后答案網(wǎng)www. khdaw. com課后答案網(wǎng)www. khdaw. com2-4位)M0MT 耳 07 c(0) = co2-7用運(yùn)算放人器組成的冇源電網(wǎng)絡(luò)如題圖所示，試采用復(fù)數(shù)阻抗法寫出它們的傳遞函數(shù)。(a)(b)習(xí) H2-72-8力學(xué)系統(tǒng)如圖所示，試寫出系統(tǒng)的微分方程.并求取傳遞兩數(shù)。ni2(b)2-9畫出卜而電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖，并化簡(jiǎn)求取傳遞西數(shù)。習(xí)題2-92- 10

8、C知陀螺動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖Grs丿G(s丿Cs)習(xí)題2-1011題圖所示的力學(xué)測(cè)最系統(tǒng)原理.在滿足相應(yīng)要求的條件下,可以用于地震測(cè)最,也可 以用J：測(cè)呈物體的加速度.位移vw和yo(t)均為相對(duì)J：慣性空間的位移。課后答案網(wǎng)www. khdaw. com課后答案網(wǎng)www. khdaw. com/ / / / / / /課后答案網(wǎng)www. khdaw. comVo習(xí)題2-M(a) 試寫出以xt)為輸Hl Hl：,以yoW為輸入鼠的傳遞函數(shù)。(b) 試寫出用于地震測(cè)帚的傳遞兩數(shù)。(c) 試寫出用于加速度測(cè)翁的傳遞兩數(shù)。2- 12慣性導(dǎo)航裝置中的地垂線跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如題圖所示，試求其傳遞函數(shù)。課后答

9、案網(wǎng)www. khdaw. com課后答案網(wǎng)www. khdaw. com習(xí)題2-122- 13分別用等價(jià)變換法與梅遜公式法化簡(jiǎn)圖示各系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。2(s 丿(b丿課后答案網(wǎng)www. khdaw. com課后答案網(wǎng)www. khdaw. com14已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如題圖所示，試用梅遜公式法求取傳遞函數(shù)。課后答案網(wǎng)www. khdaw. com習(xí)題2-142-15寫出題圖所示系統(tǒng)的輸出農(nóng)達(dá)式C(s)。M(s) M(s)習(xí)題2-152-16 C知系統(tǒng)的微分方程組描述如卜，試畫出結(jié)構(gòu)圖并化簡(jiǎn)求取傳遞換數(shù)。dxr2于+“ = x.dtdXs05脅+心=兀x3+a5 = x6課后答案網(wǎng)www. khdaw

10、. com2- 1已知某裝置的電路如題圖所示。輸入信號(hào)為單位階躍信號(hào)(Z)=1(Z)時(shí)，試計(jì)算輸 出響應(yīng)U0(t)9畫出(/)的草圖，并計(jì)算響應(yīng)時(shí)間/八習(xí)題3-13- 2 C知某檢測(cè)尤件響應(yīng)特性為10G(s)=0.25 + 1為了將響應(yīng)時(shí)間減小至原來(lái)的0.1倍，并保證原増益不變，采用負(fù)反饋方法來(lái)實(shí)現(xiàn)如題圖所 示.習(xí)題32試計(jì)算圖中各增益的值K/、3-3已知速度反饋控制系統(tǒng)如題圖所示，為了保證系統(tǒng)階躍響應(yīng)的超調(diào)?:Mp0,是不穏定的, 在反饋的基礎(chǔ)上增加前向通路比例一微分控制時(shí)，系統(tǒng)可以穩(wěn)定，試確定（1）系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí).P-D控制器參數(shù)Q,7；的取值條件；（2）當(dāng)正反饋系數(shù)Kx = 0.8時(shí)，耍求系

11、統(tǒng)階躍響應(yīng)的超調(diào)磧Mp = 163%和過(guò)渡時(shí)間C=0.8秒，試確定P-D控制器參數(shù)K嚴(yán)7；的取値。習(xí)題3-133-14溫度計(jì)的特性可以用一慣性壞節(jié)1/7-54-1來(lái)描述。將某種溫度計(jì)置一恒溫水槽內(nèi)， 約在一分鐘時(shí)，溫度計(jì)的指示值達(dá)實(shí)際值的98%。如果將水槽以10C/min的速度升溫，試 計(jì)算該溫度計(jì)的穩(wěn)態(tài)指示謀差。3-15設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如卜，分別計(jì)算系統(tǒng)的靜態(tài)位置謀差系數(shù)K八靜態(tài) 位豐浜差系數(shù)K.,靜態(tài)位置謀差系數(shù)K“，并分別計(jì)算當(dāng)輸入為r（/） = 21（/）. r=力、(a)(b)G（滬G（苦50(55 + 1)(6$+ 1)K5(0.55 + 1)(45+ 1)(C)(d)

12、G($) =G(J)=K5(52 +45+5)(5+40)K(2s+ 1)(45 + 1)s (s + 2s + 10)課后答案網(wǎng)www. khdaw. com3-16帯仃擾動(dòng)彳；輸入的控制系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)圖如題圖所小輸入仁巧為r(t)=Rt.擾動(dòng)作 用為N(f)= Nl(f), &N為常數(shù),課后答案網(wǎng)www. khdaw. com課后答案網(wǎng)www. khdaw. com(1) 試計(jì)算系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。(2) 系統(tǒng)的環(huán)節(jié)増益KK：均為可調(diào)參數(shù)，但是其約束為KK27；時(shí)，及7； 1 71I)(7；s+1)(7：5+1)(7；5+1)1235- 5作出卜面?zhèn)鬟f西數(shù)極坐標(biāo)圖的申圖。(a) G(s) =K(7

13、+1)(公+1)(d)(b)K5(75+ 1)G(滬 125(7： 5+1)t,7；時(shí),及7； (h)習(xí) 5-74- 8已知最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性如題閤所示.試計(jì)算開環(huán)増益K與開環(huán)截止 頻率的值，并寫出開環(huán)傳遞函數(shù)。5- 9垠小相位系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性如題圖所示,(a) 試寫出開環(huán)傳遞函數(shù)：(b) 用奈氏判據(jù)判別閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。習(xí)邃5-95- 10已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為KG(s)=$($+1)(0.15+ 1)試計(jì)算：(a)使得開環(huán)系統(tǒng)的幅值裕度厶為20dB的增益K值,(b)使得開環(huán)系統(tǒng)的相位裕度為60的增益K值。4- 11已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為K(10s+l)G(

14、s)= 7廠($+1)(01$+1)作該系統(tǒng)的波徳圖草圖，并山奈氏判據(jù)確定使系統(tǒng)臨界屈定的增益K值。5-12已知某控制系統(tǒng)如題圖所示試計(jì)算系統(tǒng)的開環(huán)截止頻率辺和相位裕度人。5-13已知IE最小相位系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)= ),試由頻域穩(wěn)定性判據(jù) 5(5 + 1)判別閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。5-14己知最小相位系統(tǒng)的丿F環(huán)傳遞國(guó)數(shù)為G(s) =分別山折線波徳圖和準(zhǔn)確波德圖, 確定相位裕度人為45。時(shí)參數(shù)T的值。5-15授小相位系統(tǒng)的開壞對(duì)數(shù)幅頻特性如卜各題圖所示，(1) 試分別寫出題屮系統(tǒng)I與系統(tǒng)II的穩(wěn)態(tài)性能，并確定兩系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的優(yōu)劣;(2) 試分別寫出題屮系統(tǒng)I與系統(tǒng)II的動(dòng)態(tài)性能

15、，并確定兩系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的優(yōu)劣。課后答案網(wǎng)www. khdaw. com5-16己知系統(tǒng)的開壞傳遞換數(shù)為g($)h($)=ft7，試山奈氏判據(jù)證明該系統(tǒng)是閉壞 穩(wěn)定的。(提示：當(dāng)頻率0：OT s時(shí)，在(o=l_和仞=打處仃間斷點(diǎn)。在間斷點(diǎn)處，其幅值 4(1+) = 4(1_) = s) 5-17已知帶仃比例一積分調(diào)節(jié)器的控制系統(tǒng)苴結(jié)構(gòu)圖如題圖所示，圖屮，參數(shù)r,1,7；為定值，F(xiàn)U7試證明該系統(tǒng)的相位裕度人有極人值人3,并計(jì)算當(dāng)相位 裕度人為最人值人心時(shí)，系統(tǒng)的開環(huán)截止頻率儀和增益K.的值。習(xí)題5-L55-18某系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為小K($+d)G(y)=:$($+ 6)(5+ )($+ co4

16、)Jt,l, Cf V ct vq, K = q, 為開環(huán)強(qiáng)止頻率。試?yán)L制開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性厶(0), 并確定的正確位置。第6章習(xí)題5- 1冇源校正網(wǎng)絡(luò)如題圖所示，試寫出傳遞函數(shù).并說(shuō)明可以起到何種枝正作用。課后答案網(wǎng)www. khdaw. com6- 2已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為4G(s)H(s) =3 35(5+1)試采川根軌跡法設(shè)計(jì)微分校正裝置q(s)，使得系統(tǒng)的超調(diào)彊MpVZO%,過(guò)渡時(shí)間4 秒，并比較校正前后系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。5- 3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如題圖所示，試用根軌跡法設(shè)計(jì)積分校正裝置G(5),使得系統(tǒng)的超調(diào)昴Mp 5% ,過(guò)渡時(shí)間r, v4秒,單位斜坡輸入時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差 0.02。G&s)K

17、Qs)N$ + 3)($ + 6)課后答案網(wǎng)www. khdaw. com課后答案網(wǎng)www. khdaw. com習(xí)題6-36- 4已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞兩數(shù)分別為 G($)10JG。S課后答案網(wǎng)www. khdaw. com分別采川根軌跡同倫也設(shè)汁出聯(lián)校匸裝胃G($),使得系統(tǒng)的閉壞極山為小=-2土 j。6- 5 U知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為6(5)77(5)=K($+ 2)5(5 + 1)當(dāng)調(diào)樂根軌跡増益K時(shí).町以獲得其階躍響臧在欠阻尼條件卜各種滿意的動(dòng)態(tài)性能。試確定満足卜述要求的增益K值(a)系統(tǒng)只有最人的超調(diào)Mp時(shí);1 max(b)系統(tǒng)的阻尼振蕩頻率 M： ma 耳(C)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間最快的/恤

18、“時(shí)；(d) 系統(tǒng)的斜坡響應(yīng)JI仃放小的穩(wěn)態(tài)謀差J .時(shí)： nun5- 6已知雙7網(wǎng)絡(luò)如題圖所示，試求它們的頻率特性，作出波得圖，并說(shuō)明作為校正裝置 使用有什么特點(diǎn)。課后答案網(wǎng)www. khdaw. com課后答案網(wǎng)www. khdaw. com6- 7己知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞皈數(shù)為試釆用頻率法設(shè)計(jì)超前校正裝置G100：(b) 開環(huán)截止頻率30：(O相位裕度乙20。6- 8已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞苗數(shù)為G(s)H(s)=- 5(0.025 + 1)試采用頻率法設(shè)計(jì)滯后校止裝直QG),使得糸統(tǒng)實(shí)觀如卜的性能指標(biāo)(a) 靜態(tài)速度謀差系數(shù)& 250：(b) 開環(huán)截止頻率 10：(c) 相位裕度/r60o + T

19、s6-9己知單位反饋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如題圖所示，苴中K為前向增益.為超前校正裝1 + 7；5置，TT_試用頻率法確泄使得系統(tǒng)八右最人相儀裕度的増益K值。課后答案網(wǎng)www. khdaw. com課后答案網(wǎng)www. khdaw. com習(xí)題6-86-10設(shè)單位反饋控制系統(tǒng)的開壞傳遞函數(shù)為G(s)二課后答案網(wǎng)www. khdaw. com試采用二階參考模熨法設(shè)計(jì)校正裝置G(5),使得校正后實(shí)現(xiàn)卜謎性能指標(biāo) 10；(b)階躍響應(yīng)的過(guò)渡時(shí)間人0.4秒:6-11已知單位反饋系統(tǒng)的開壞傳遞函數(shù)如卜所示，試依照二階參考模型作系統(tǒng)校止，使得系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間0.5秒。(1) G,$) =125(5 + 0.5)(5+

20、4)課后答案網(wǎng)www. khdaw. com課后答案網(wǎng)www. khdaw. com2)G小沖6-12設(shè)角位移伺服系統(tǒng)的開環(huán)模型為G(s)=試采用四階參考模 5(0.25 + 1)型法設(shè)計(jì)校正裝置G200；(b) 階躍響應(yīng)的過(guò)渡時(shí)間ts 0.4秒：(c) 階躍響應(yīng)的超調(diào)80：(b) 開環(huán)截止頻率 2：6-14設(shè)受控對(duì)象的開環(huán)模型為1265(0.15+1)(0.015+1)課后答案網(wǎng)www. khdaw. com課后答案網(wǎng)www. khdaw. com試采用四階參考模吃法設(shè)計(jì)校正裝置G3 使得校正后實(shí)現(xiàn)卜述性能指標(biāo)(a)輸入速度信巧為lrad/s時(shí)，稅態(tài)謀并謀并系數(shù)耳，20,相位裕度7c 30 6-15隨動(dòng)系統(tǒng)的開環(huán)