華科 自控習(xí)題答案

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1、第一章1.根據(jù)水位控制系統(tǒng)的示意圖畫(huà)出系統(tǒng)的框圖。圖1-1水位控制系統(tǒng)示意圖2．圖1-2所示，為一直流發(fā)電機(jī)電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)。圖中，1為發(fā)電機(jī)；2為減速器；3為執(zhí)行機(jī)構(gòu)；4為比例放大器；5為可調(diào)電位器。（1）該系統(tǒng)由哪些環(huán)節(jié)組成，各起什么作用？（2）繪出系統(tǒng)的框圖，說(shuō)明當(dāng)負(fù)載電流變化時(shí)，系統(tǒng)如何保持發(fā)電機(jī)的電壓恒定。（3）系統(tǒng)中有哪些可能的擾動(dòng)？圖1-2電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)3．圖1-3為倉(cāng)庫(kù)大門自動(dòng)控制系統(tǒng)。試說(shuō)明自動(dòng)控制大門開(kāi)啟和關(guān)閉的工作原理。如果大門不能全開(kāi)或全關(guān)，則怎樣進(jìn)行調(diào)整？圖1-3倉(cāng)庫(kù)大

2、門控制系統(tǒng)4．題圖1-4是一晶體管穩(wěn)壓電源。試將其畫(huà)成方塊圖并說(shuō)明在該電源里哪些起著測(cè)量、放大、執(zhí)行的作用以及系統(tǒng)里的干擾量和給定量是什么？圖1-4晶體管穩(wěn)壓電源5.電冰箱制冷原理圖如圖1-5所示，簡(jiǎn)述系統(tǒng)工作原理，指出被控對(duì)象，被控量和給定量，并畫(huà)出系統(tǒng)方框圖。圖1-5電冰箱制冷系統(tǒng)原理圖6．簡(jiǎn)述隨動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程？第二章1.試求出圖2-1中各電路的傳遞函數(shù)圖2-12.試求出圖2-2中各有源網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)。圖2-23.圖2-3所示為一磁場(chǎng)控制的直流電動(dòng)機(jī)。設(shè)工作時(shí)電樞電流不變，控制電壓加在勵(lì)

3、磁繞組上，輸出為電機(jī)角位移，求傳遞函數(shù)。圖2-34．試證明圖2-4（a）所示電氣網(wǎng)絡(luò)與圖2-4(b)所示的機(jī)械系統(tǒng)具有相同的傳遞函數(shù)。（a）圖2-4（b）5.試分別寫(xiě)出圖2-5中各有源網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)Uc(s)/Ur(s)。(a)(c)(b)圖2-56.已知一系統(tǒng)由如下方程組組成，試?yán)L制系統(tǒng)方框圖，并求出閉環(huán)傳遞函數(shù)。7.圖2-6是一個(gè)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，輸入量是電壓U，輸出量是負(fù)載的轉(zhuǎn)速ω,畫(huà)出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，并寫(xiě)出輸入輸出間的數(shù)學(xué)表達(dá)式。圖2-68.試化簡(jiǎn)圖2-7所示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，求傳遞函數(shù),并試用梅遜公

4、式求解圖2-79．由內(nèi)到外進(jìn)行反饋連接的等效變換，直到變換為一個(gè)等效方框，即得到所求的傳遞函數(shù)。10.試用梅遜公式求解將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2-17轉(zhuǎn)換成信號(hào)流圖圖2-811.已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2-9所示。求傳遞函數(shù)C(S)/R(S)和C(S)/N(S)圖2-912.畫(huà)出圖2-10所示結(jié)構(gòu)圖的信號(hào)流圖，用梅遜公式求傳遞函數(shù)：，。圖2-1013.畫(huà)出圖2-11所示系統(tǒng)的信號(hào)流圖，并分別求出兩個(gè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，。圖2-1114.畫(huà)出圖2-12所示結(jié)構(gòu)圖的信號(hào)流圖，用梅遜公式求傳遞函數(shù)：，。圖2-12第三章1.一單

5、位反饋控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為。求：（1）系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)及動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)d%、tr、tS、m；（2）輸入量xr（t）=t時(shí)，系統(tǒng)的輸出響應(yīng)；（2）輸入量xr（t）為單位脈沖函數(shù)時(shí)，系統(tǒng)的輸出響應(yīng)。2.一單位反饋控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，其單位階躍響應(yīng)曲線如圖3-1所示，圖中的Xm=1.25，tm=1.5s。試確定系統(tǒng)參數(shù)Kk及t值。圖3-13.一單位反饋控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為。已知系統(tǒng)的xr（t）=1（t），誤差時(shí)間函數(shù)為，求系統(tǒng)的阻尼比、自然振蕩角頻率、系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)和閉環(huán)傳遞函數(shù)、系統(tǒng)

6、的穩(wěn)態(tài)誤差。4.已知二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：，試求系統(tǒng)的超調(diào)量、峰值時(shí)間和調(diào)節(jié)時(shí)間。5.，試確定系統(tǒng)的阻尼比和自然頻率。6.已知系統(tǒng)特征方程為試用勞斯穩(wěn)定判據(jù)確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。7.已知單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為試確定系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)的值范圍。8.已知單位反饋控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，試選擇Kk及t值以滿足下列指標(biāo)。當(dāng)xr（t）=t時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差e（￥）≤0.02；當(dāng)xr（t）=1（t）時(shí)，系統(tǒng)的d%≤30%，tS（5%）≤0.3s。9．一復(fù)合控制系統(tǒng)如圖3-2所示，圖中，。如果系統(tǒng)由1型提高為3型系統(tǒng)

7、，求a值及b值。圖3-2第四章1.已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為求當(dāng)時(shí)，以T為參變量的根軌跡。2.已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為設(shè)要求、、，試確定串聯(lián)引前校正裝置的傳遞函數(shù)，并繪制校正前、后的系統(tǒng)根軌跡。3.設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為要求校正后、主導(dǎo)極點(diǎn)阻尼比，試求串聯(lián)遲后校正裝置的傳遞函數(shù)。4.已知負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為要使系統(tǒng)閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)的阻尼比、自然振蕩角頻率、時(shí)，求串聯(lián)遲后—引前校正裝置的傳遞函數(shù)，并繪制校正前、后的系統(tǒng)根軌跡。第五章1．系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為寫(xiě)出其幅頻特性和相

8、頻特性的表達(dá)式。它的相頻特性有什么特點(diǎn)？2．求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，其傳遞函數(shù)為，輸入為3．已知單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為用奈氏判據(jù)分析閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性4．系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為均大于零，且，試畫(huà)出系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)幅相特性曲線，并用奈氏判據(jù)證明：若該系統(tǒng)不穩(wěn)定，必有兩個(gè)極點(diǎn)在右半S平面5．已知某系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為K>0應(yīng)用奈氏判據(jù)判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性6.已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下，試?yán)L制其開(kāi)環(huán)頻率特性的極坐標(biāo)圖。①；②；第六章1.單位反饋二階系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為為了改善系統(tǒng)的性能加