《控制工程基础》课程作业习题 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/4 20:53:19星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

G0?s??Gj?s?G1?s?G2?s??KnT2s?1

10100.1 ??0.05s?10.5s?10.0125s?1100??0.5s?1??0.05s?1??0.0125s?1??10?转折频率分别为

1?2rad/s0.51 ?2??20rad/s

0.051?3??80rad/s0.0125?1?由例图7-2b可得剪切频率

?c1?63rad/s??180???G?j?c1??180?arctan?0.5?63??arctan?0.05?63??arctan?0.0125?63??

??18.8? 故系统不稳定。 2.当Gj?s??则

G0*?s??0.5s?110100.1???s0.05s?10.5s?10.0125s?1

10?s?0.05s?1??0.0125s?1?0.5s?1,设开环传递函数为G0*?s?, s

其开环对数幅频特性伯德图如例图7-2b中曲线Ⅱ所示。其转折频率分别为

1?20rad/s0.05

1?2??80rad/s0.0125?1?由例图7-2b可得剪切频率

?c2?10rad/s??180???G?j?c2??180?90?arctan?0.05?10??arctan?0.0125?10???

?56.3? 故当校正环节Gj?s??

1.试画出

0.5s?1时,系统稳定。 s 56

250s?0.1s?1?

2500.05s?1G?s?Gc?s???s?0.1s?1?0.0047s?1G?s??的伯德图,分析两种情况下的?c及相角裕量,从而说明近似比例微分校正的作用。 2.试画出

300s?0.03s?1??0.047s?1?

300?0.5s?1?G?s?Gc?s??s?10s?1??0.03s?1??0.047s?1?G?s??的伯德图,分析两种情况下的?c及相角裕量值,从而说明近似比例积分校正的作用。 3.某单位反馈系统校正前G0?s??G0?s?Gj?s??100,校正后

s?0.05s?1??0.0125s?1?100?0.5s?1?,试分别画出其对数幅频特性图,标明?c、斜率及

s?10s?1??0.05s?1??0.0125s?1?转折点坐标值,并计算校正前后的相角裕度,说明其稳定否?

K 4. 某单位反馈系统的开环传递函数G?s??,欲使闭环Mr?1.5,K应

s?0.1s?1??0.01s?1?为多少?此时剪切频率和稳定裕度各为多少?Mp、ts为多少?

5.某角速度控制系统如题图7-5所示,?sr?s?为输入角速度,?sc?s?为输出角速度,Mcd?s?为传动力矩,Mgr?s?为作用在轴上的阶跃干扰力矩,ε(s)为角速度误差,试设计

系统调节器G(s)的传递函数,要求系统在稳态时角速度误差为零。

题图7-5 360?0.1s?1? 6. 某系统开环传递函数G0?s??,要求近似保持上述系统的

s?0.9s?1??0.007s?1??0.005s?1?过渡过程时间和稳定裕度不变,使它的速度误差等于

1,试设计校正装置。 10007.某系统如题图7-7所示,要求达到下列指标:

?1 (1)速度误差系数Kv?10s;

(2)剪切频率?c?1rad/s; (3)相位裕量??35?

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题图7-7

试用对数频率法综合系统校正网络的传递函数。 8.某单位反馈系统的开环传递函数为G?s??K

s?s?1??0.1s?1?(1)设该系统谐振峰值Mr?1.4,其相角裕量等于多少? (2)确定K值,使其增益裕量为0dB, 此时Mr为多少?

9.某角度随动系统(I型)要求:在输入信号为60?/s时速度误差为2密位(360?=6000密位),超调量?32%,过渡过程时间?0.2s,问满足这些指标的希望开环对数频率特性应具有什么样的参数,并讨论?1对动态的影响,如果系统在高频处有一个小时间常数T4?0.005s,这时希望模型应作什么修改。

10.某最小相位系统校正前、后开环幅频特性分别如题图7-10中I、Ⅱ所示,试确定校正前后的相位裕量各为多少,以及校正网络的传递函数。

题图7-10

11.某角度随动系统如题图7-11所示,要求Kv?360s?1,ts?0.25s,Mp?30%,试设计系统的校正网络。

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题图7-11

12.设题11角度随动系统的动态指标保持不变,而速度误差系数Kv提高到1000s?1,试设计系统的校正网络。

13.某直流放大器如题图7-13所示,要求放大器闭环通频带大于20kHz,相角储备40°左右,试设计其校正网络Gj?s?。

题图7-13

14.某电子自动稳幅锯齿波电路,原来是个有差系统,如题图7-14所示,为了提高系统静态精度,希望将系统改成I型无差系统,并使系统具有40°的相角储备,问系统应接人怎样的校正网络。

题图7-14

15. 某系统如题图7-15所示,试加入串联校正,使其相位裕量为65°。 (1)用超前网络实现; (2)用滞后网络实现;

题图7-15

16. 某系统如题图7-16所示,要求在控制器中引入一个或几个超前网络,使系统具有相

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位裕量45°,试求其校正参数及校正后的剪切频率。

题图7-16

17.某单位反馈系统的开环传递函数G0?s??K,欲使系统开环放大倍数

s?0.5s?1?,幅值裕度不小于10dB,试求系统的校正装置。 K?20s?1,相位裕度不小于50o

K18. 某单位反馈系统的开环传递函数G0?s??,欲使Kv=5,相位裕度不小

s?s?1??0.5s?1?于40°,幅值裕度不小于10dB,试求系统的校正装置。

19.设题图7-19系统 G?s??10, 欲加负反馈使系统带宽提高为原来的10倍,

?0.2s?1?并保持总增益不变,求Kn和K0。

XiXo

题图7-19

20. 某单位反馈系统控制对象传递函数为 Gp?s??100

s?10s?1?试设计PID控制器,使系统闭环极点为?2?j1,-5。

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