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1、.第一章作業(yè)第一章作業(yè)作業(yè):作業(yè):p14,1-1,1-5補(bǔ)充:補(bǔ)充:1.1-1下圖是液位自動(dòng)控制系統(tǒng)原理示意圖。在任意情下圖是液位自動(dòng)控制系統(tǒng)原理示意圖。在任意情況下,希望液面高度況下,希望液面高度c維持不變,試說(shuō)明系統(tǒng)工作維持不變,試說(shuō)明系統(tǒng)工作原理并畫(huà)出系統(tǒng)方塊圖。原理并畫(huà)出系統(tǒng)方塊圖。.1-51-5下圖是電爐溫度控制系統(tǒng)原理示意圖。試分析系統(tǒng)保下圖是電爐溫度控制系統(tǒng)原理示意圖。試分析系統(tǒng)保持電爐溫度恒定的工作過(guò)程,指出系統(tǒng)的被控對(duì)象、被持電爐溫度恒定的工作過(guò)程,指出系統(tǒng)的被控對(duì)象、被控量以及各部件的作用,最后畫(huà)出系統(tǒng)方塊圖??亓恳约案鞑考淖饔?,最后畫(huà)出系統(tǒng)方塊圖。.1:試求圖中以電樞電

2、壓試求圖中以電樞電壓ua為輸入量,以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角為輸入量,以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角為輸出量的為輸出量的微分方程形式微分方程形式和和傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)。.第二章作業(yè)第二章作業(yè)作業(yè):作業(yè):p81p81,2-52-5,2-72-7,2-82-8 p82 p82,2-112-11(a a)()(b b)()(c c),), 2-122-12(a a)p82p82,2-152-15(b b)()(c c)補(bǔ)充:補(bǔ)充:1 1、2 2、3 3、4 4.2-52-5設(shè)彈簧特性由下式描述:設(shè)彈簧特性由下式描述:F=12. 65 F=12. 65 ,其中,其中,F(xiàn) F是彈簧力;是彈簧力;y y是變形位移。若彈簧在形變位移是變形位

3、移。若彈簧在形變位移0.250.25附近作微小變化,試推導(dǎo)附近作微小變化,試推導(dǎo) 的線性化方程。的線性化方程。2-72-7設(shè)系統(tǒng)傳遞函數(shù)為:設(shè)系統(tǒng)傳遞函數(shù)為:且初始條件且初始條件 。試求階躍輸入試求階躍輸入r r(t t)=1=1(t t)時(shí),系統(tǒng)的輸出響應(yīng))時(shí),系統(tǒng)的輸出響應(yīng)c c(t t)。)。F1.1y2( )2( )32C sR sss(0)1(0)0cc ,.2-82-8如圖,已知如圖,已知G(s)G(s)和和H(s)H(s)兩方框相對(duì)應(yīng)的微分方程分兩方框相對(duì)應(yīng)的微分方程分別是:別是:且初始條件均為零,試求傳遞函數(shù)且初始條件均為零,試求傳遞函數(shù)C(s)/R(s)C(s)/R(s)及及

4、E(s)/R(s)E(s)/R(s)。( )610 ( )20 ( )dc tc te tdt( )205 ( )10 ( )db tb tc tdt.2-112-11已知控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示。試通過(guò)結(jié)構(gòu)圖等效已知控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示。試通過(guò)結(jié)構(gòu)圖等效變換求系統(tǒng)傳遞函數(shù)變換求系統(tǒng)傳遞函數(shù)C(s)/R(s)C(s)/R(s)。 .2-152-15試用梅森增益公式求圖中各系統(tǒng)信號(hào)流圖的傳遞函試用梅森增益公式求圖中各系統(tǒng)信號(hào)流圖的傳遞函數(shù)數(shù)C(s)/R(s)C(s)/R(s)。.1、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性由下列微分方程描述,列寫(xiě)其、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性由下列微分方程描述,列寫(xiě)其相應(yīng)的狀態(tài)空間表達(dá)式。相應(yīng)的狀態(tài)空間

5、表達(dá)式。uuyyyy2375 2、已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù):列寫(xiě)其相應(yīng)的狀態(tài)空、已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù):列寫(xiě)其相應(yīng)的狀態(tài)空間表達(dá)式。間表達(dá)式。) 3)(1() 1(10)(sssssG3、寫(xiě)如下傳遞函數(shù)的狀態(tài)空間表達(dá)式的約當(dāng)標(biāo)、寫(xiě)如下傳遞函數(shù)的狀態(tài)空間表達(dá)式的約當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)型:準(zhǔn)型:565)(2sssG.4、系統(tǒng)狀態(tài)空間表達(dá)式為:、系統(tǒng)狀態(tài)空間表達(dá)式為:xtyuxtx100)(210311032010)(1)畫(huà)出系統(tǒng)的模擬結(jié)構(gòu)圖。)畫(huà)出系統(tǒng)的模擬結(jié)構(gòu)圖。2)求系統(tǒng)的傳遞函)求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。數(shù)。.第三章作業(yè)第三章作業(yè)P135P135:3-13-1(選作),(選作),3-23-2 3-3 3-3(2 2) 3-

6、4 3-4,3-73-7P137P137:3-15(2),3-16(2)3-15(2),3-16(2)補(bǔ)充:補(bǔ)充:1 1、2 2、3 3.3-13-1設(shè)某高階系統(tǒng)可用下列一階微分方程近似描述:設(shè)某高階系統(tǒng)可用下列一階微分方程近似描述:其中其中 。試證明系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)為。試證明系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)為)()()()(trtrtctcT01TTTTtTtTTTtsrdln32 . 2ln693. 0)(2)(2 . 0trtc0.04 ( )0.24 ( )( )( )c tc tc tr t3-2 3-2 設(shè)系統(tǒng)的微分方程如下:設(shè)系統(tǒng)的微分方程如下:求系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)和單位階躍響應(yīng)。已知全部初

7、求系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)和單位階躍響應(yīng)。已知全部初始條件為零。始條件為零。(1)(2).3-3已知系統(tǒng)的脈沖響應(yīng),試求系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)已知系統(tǒng)的脈沖響應(yīng),試求系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)( ) s 1.251( )0.01252( )510sin 445tk tek ttt3-4設(shè)二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為設(shè)二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為1.2( )10 12.5sin(1.653.1 )th tet%ptst試求系統(tǒng)的超調(diào)量試求系統(tǒng)的超調(diào)量 、峰值時(shí)間、峰值時(shí)間 和調(diào)節(jié)時(shí)間和調(diào)節(jié)時(shí)間 。.3-73-7如圖是簡(jiǎn)化的飛行控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,試選擇參數(shù)如圖是簡(jiǎn)化的飛行控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,試選擇參數(shù) 和和 ,使系統(tǒng)的,使系統(tǒng)的 ,

8、1KtK6n1.3-153-15(2 2)已知單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù))已知單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù),試求輸入分別為試求輸入分別為r(t)=2tr(t)=2t和和 時(shí),系統(tǒng)的時(shí),系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。穩(wěn)態(tài)誤差。3-163-16(2 2)已知單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù))已知單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù),試求位置誤差系數(shù),試求位置誤差系數(shù) ,速度誤差系數(shù),速度誤差系數(shù) 加速度誤加速度誤差系數(shù)差系數(shù) 。)5)(11 . 0(50)(ssssG222)(tttr)2004()(2sssKsGpKvKaK.1 1:下列矩陣是否滿足狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的條件如果滿足,:下列矩陣是否滿足狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的條件如果滿足,試求

9、與之對(duì)應(yīng)的試求與之對(duì)應(yīng)的A A陣。陣。22222211(1)(1)( ),20222(2)( )2tttttttttteteeeeeteeee.2 2:用拉氏反變換法求:用拉氏反變換法求e eAtAt。452100010A3 3:求下列狀態(tài)空間表達(dá)式的解:求下列狀態(tài)空間表達(dá)式的解 110,01100010 xxyuxx 輸入輸入u(t)u(t)是單位階躍。是單位階躍。.第四章作業(yè)第四章作業(yè)3-123-12(1 1)()(2 2)3-143-14補(bǔ)充:補(bǔ)充:1 1.3-123-12已知系統(tǒng)特征方程如下,試求系統(tǒng)在已知系統(tǒng)特征方程如下,試求系統(tǒng)在s s右半平面右半平面的根數(shù)及虛根數(shù)。的根數(shù)及虛根數(shù)

10、。(1)(2)04832241232345sssss0108744423456ssssss3-143-14已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖,試用勞斯穩(wěn)定判據(jù)確定能使系已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖,試用勞斯穩(wěn)定判據(jù)確定能使系統(tǒng)穩(wěn)定的反饋參數(shù)統(tǒng)穩(wěn)定的反饋參數(shù) 的取值范圍。的取值范圍。.1 1:判斷下列系統(tǒng)在原點(diǎn)處的穩(wěn)定性:判斷下列系統(tǒng)在原點(diǎn)處的穩(wěn)定性 11111,22311xxxx.第五章作業(yè)第五章作業(yè) 4-14-1、4-44-4(2 2) 4-54-5(1 1)、)、4-114-11(2 2) 4-154-15.4-1 4-1 設(shè)單位反饋控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為:設(shè)單位反饋控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為:試用解析法繪出試用解

11、析法繪出 從零變到無(wú)窮時(shí)的閉環(huán)根軌跡圖,從零變到無(wú)窮時(shí)的閉環(huán)根軌跡圖,并判斷下列點(diǎn)是否在根軌跡上:并判斷下列點(diǎn)是否在根軌跡上:(-2+j0),(0+j1),(-3+j2)(-2+j0),(0+j1),(-3+j2)4-44-4設(shè)單位反饋控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下,試概略繪設(shè)單位反饋控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下,試概略繪出相應(yīng)的閉環(huán)根軌跡圖(要求確定分離點(diǎn)坐標(biāo)出相應(yīng)的閉環(huán)根軌跡圖(要求確定分離點(diǎn)坐標(biāo)d d)(2 2)1)(*sKsG*K) 12() 1()(sssKSG.4-54-5設(shè)單位反饋控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下,試概略繪設(shè)單位反饋控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下,試概略繪出相應(yīng)的閉環(huán)根軌跡圖(要求畫(huà)出起

12、始角出相應(yīng)的閉環(huán)根軌跡圖(要求畫(huà)出起始角 ):):(1 1)4-114-11設(shè)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下,試畫(huà)出設(shè)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下,試畫(huà)出b b從零到無(wú)窮時(shí)從零到無(wú)窮時(shí)的根軌跡圖:的根軌跡圖:(2 2)ip)21)(21()2()(*jsjssKsG)10()(30)(ssbssG.4-154-15設(shè)系統(tǒng)如圖,試作閉環(huán)系統(tǒng)根軌跡,并分析設(shè)系統(tǒng)如圖,試作閉環(huán)系統(tǒng)根軌跡,并分析K K值變值變化對(duì)系統(tǒng)在階躍擾動(dòng)作用下響應(yīng)化對(duì)系統(tǒng)在階躍擾動(dòng)作用下響應(yīng)c(t)c(t)的影響。的影響。.第六章作業(yè)第六章作業(yè) 5-9(1)()(2) 5-10(a)()(b) 5-17.5-9 5-9 繪制下列傳遞函數(shù)的對(duì)數(shù)幅

13、頻漸近特性曲線:繪制下列傳遞函數(shù)的對(duì)數(shù)幅頻漸近特性曲線:2(1)( )(21)(81)G sss2200(2)( )(1)(101)G ssss5-10 5-10 已知最小相位系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻漸近特性曲線如已知最小相位系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻漸近特性曲線如下圖所示,試確定系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)。下圖所示,試確定系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)。.5-17 5-17 對(duì)于典型二階系統(tǒng),已知參數(shù)對(duì)于典型二階系統(tǒng),已知參數(shù) ,試確定截止頻率試確定截止頻率 和相角裕度和相角裕度 。 0.7c3n.第七章作業(yè)第七章作業(yè) 3-83-8 選做選做3-103-10.3-8 3-8 試分別求出下圖中各系統(tǒng)的自然頻率和阻尼比,并試分別求出下圖中各系統(tǒng)的自然頻率和阻尼比,并列表比較其動(dòng)態(tài)性能。列表比較其動(dòng)態(tài)性能。21s( )r t( )c t( )a1 s21s( )c t( )r t( )b( )cs21s( )r t( )c t3-10 3-10 下圖所示控制系統(tǒng)有(下圖所示控制系統(tǒng)有(a a)和()和(b b)兩種不同的結(jié)

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