自动控制原理及应用各章习题清华董红生

内容发布更新时间 : 2025/5/12 17:20:17星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

习 题

1描述,设温度计对阶跃响应为在l min内Ts?1可指示出98%的实际水温,试求其响应的时间常数T。如果将温度计放水箱内,水箱的温度以10℃/min的速度线性变化,试求温度计稳态误差。

3-2 一阶系统结构如图3-26所示。要求调节时间ts?0.1s,试求系统反馈系数Kf的值。

3-1若温度计的特性用传递函数G(s)?R(s)100sC(s)-Kf图3-26习题3-2

s?1,试求系统的单位阶跃响应。

s2?3s?23-4某系统在输入信号r(t)?1?t作用下,测得输出响应为 3-3闭环系统的传递函数为?(s)?c(t)?(t?0.9)?0.9e?10t (t?0)

已知零初始条件为零,试求系统的传递函数?(s)。

3-5设典型二阶系统的单位阶跃响应曲线如图3-27所示,试确定系统的传递函数。

43-6已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)?,试求该系统的单位阶跃响应

s(s?2)的上升时间、峰值时间、最大超调量和调节时间。

3-7 系统结构图如图3-28所示,要求单位阶跃响应无超调,调节时间不大于1s,求开环增益K。

c(t)1.31 R(s)E(s)-0.1tKs(0.1s?1)C(s)

图3-27习题3-5 图3-28 习题3-7

3-8已知系统特征方程如下,用劳斯判据判定系统的稳定性。若系统不稳定,试确定系统在右半s平面的特征根数。

(1)s3?20s2?9s?100?0 (2)3s4?10s3?5s2?s?2?0 (3)s5?2s4?s3?3s2?4s?5?0 (4)s4?8s3?18s2?16s?5?0

3-9 设单位负反馈系统,开环传递函数为

G(s)?K

s(0.05s2?0.4s?1)试确定系统稳定时K的取值范围。

3-10 具有速度反馈的电机控制系统如图3-29所示,试求使系统稳定的τ值的取值范围。

R(s)10--100s(s?5.6)(s?10)C(s)?s

图3-29 习题3-10

3-11设系统特征方程为s3?7s2?17s?11?0,判定系统的稳定性,并判定系统的特征根的实部是否都小于或等于-1。

13-12设单位反馈系统的开环传递函数为G(s)?,试求当r(t)?1(t),r(t)?t,

Ts1r(t)?t2时系统的稳态误差。

23-13 已知单位反馈控制系统的开环传递函数如下。

20(1)G(s)?

(0.1s?1)(0.2s?1)200(2)G(s)?

s(s?2)(s?10)10(2s?1)(3)G(s)?22

s(s?4s?10)试求系统的静态位置误差系数Kp、速度误差系数Kv和加速度误差系数Ka,并确定当输入信号分别为r(t)?1(t)、r(t)?2t、r(t)?t2及r(t)?1?2t?t2时系统的稳态误差。

3-14 对于如图3-30所示的系统,试求r(t)?t,n(t)?1(t)时系统的稳态误差。

N(s)+R(s)E(s)-K1C(s)K2s(Ts?1)

图3-30 习题3-14

13-15 已知系统结构如图3-31所示。已知R(s)?N1(s)?N2(s)?,试求R(s)、N1(s)、

sN2(s)分别作用下,系统的稳态误差,并说明积分环节的位置对于减小输入和干扰作用下的稳态误差的影响。

3-16 设复合控制系统如图3-32所示。图中,K1?2K2?1,T2?0.25s,K2K3?1,试求r(t)?1?t?t22时,系统的稳态误差。

3-17已知系统的结构如图3-33所示。 </

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