《自动控制原理》孙亮、杨鹏北京工业大学exe【khdaw_lxywyl】

1、课后答案网www. khdaw. com第8章习题8-1已知时间借号兀如下.试求取它们的Z变换X。(1) %(/)= Acosa)t(2) x(/) = /:(3) x(t) = 1 -(4) x(l) = It-e2r(5) x(t) = e -sinbt8-2已知时间函数x(/)的拉氏变换X(s),试求取它们的z变换X(Z)o105课后答案网www. khdaw. com(1) X(s) =50(5+5)(5 +10)(2) X(S)=50产(5+5)(5+10)#课后答案网www. khdaw. com#课后答案网www. khdaw. com(3) x(5)=52(5+l)(4) X(

2、5)=52(5+ 1)8-3已知采样信号的z变换X(z)如厂试求Z反变换xt) o#课后答案网www. khdaw. com(1)XQ) =(3)(2)XJ 爲九(z-l) (z - 2)8-4分别用z变换法和迭代法(解出5项以上)求解如卜差分方程。(1) x(k + 2) - 3x伙 + 1)+ 2x伙)=m伙)输入信号：i心)=1伙)初始条件：x(0) = 0,x(l) = 0(2) x(k +2)-3x伙 + l)+2x伙)=0初始条件：x(0) = l,x(l) = l8-5采样控制系统如图所示，采样间隔为7 = 1秒，试计算真输出(/), c，并画 出输出信号波形c(f)。ct)c8

3、-6已知系统结构图如题图所示，试求系统输出的Z变换C(Z)o2)(c)习题8-68-7己知系统结构图如题图所示，采样间隔为T = 1秒，试求取开坏脉冲传递两数G (z),闭环脉冲传递函数G (z),及系统的单位阶跃响hyc*(O o106课后答案网www. khdaw. com#课后答案网www. khdaw. com习题8-78-8己知采样控制系统的结构图如题图所示，试确运系统的传递关系。(c)#课后答案网www. khdaw. com#课后答案网www. khdaw. com习趣8-88-9已知采样控制系统的结构图如题图所示，试确定系统的传递关系。(切习趣8-98-10已知系统的闭环特征方

4、程如2试判别采样系统的稳定性。(1) (Z + l)(Z+0.2)(z+2) = 0(2) z_ 1.5才一 0.25Z+0.4=08-11已知采样系统的结构图如题图所示试确定K丁平面匕的稳定域。习题8-11C知系统结构图如题图所示，试确泄系统的稳泄条件。8-13习题8-12给定采样间隔为7 = 0.2秒，试分析题图系统的稳定性。8-12108课后答案网www. khdaw. com#课后答案网www. khdaw. com1 -严2S5(0.035+1)(0.15+1)C(s)习题8-138-14 C知采样系统的闭坏脉冲传递函数为c(z)Z + CR(Z) F + 血 + b 试确定系统稳定

5、时，参数Q,b,C所应满足的关系。8-15校止后的控制系统如题图所示，如采用计算机控制，由数字控制器0代替模 拟控制器G(5).试写出迭代控制算式的表达式。109课后答案网www. khdaw. com#课后答案网www. khdaw. com1 + 4$1+50$3035(0.15+1)(0.25+1)对彖Gts)控制器G)#课后答案网www. khdaw. com110课后答案网www. khdaw. com210(0.255 + 1)(0.15 + 1)(2.5$ + l)(0.01s + l)f20s(0.025$ + l)(0.1$ + l)习题8-158-16校止后的控制系统如题图

6、所示，如采用计算机控制，由数字控制器0代替模 拟控制器G(5),试写出迭代控制算式的表达式，并确定采样间隔时间T的上限。拎制器G对象Gs)习题8-168-17采样控制系统如题图所示，输入信号为r(O = l(Z),试确泄最少拍控制时的控制 器 P(Z)o#课后答案网www. khdaw. com2- 1已知电网络如题图所示，输入为叫,输出为心(/),试列写微分方程。/?. L(3课后答案网www. khdaw. com课后答案网www. khdaw. com习题212 2电磁铁的磁拉力计算公式为/z0S(M)2 a尸(打)=4*,(单位：N)式屮，他为空气导磁率，S为磁极面积，N为激磁绕组匝数

7、，i为激磁电流，x为气隙人小，求 出F(x,/)的线性化方程。2-3求卜列时间函数/的拉氏变换尸($)。/(0 = O.Xl-cos50(a)(b)/(r)= e2rcos314r(c)/(/)=Slll(5/ + y)课后答案网www. khdaw. com课后答案网www. khdaw. com2-4位)M0MT 耳 07 c(0) = co2-7用运算放人器组成的冇源电网络如题图所示，试采用复数阻抗法写出它们的传递函数。(a)(b)习 H2-72-8力学系统如图所示，试写出系统的微分方程.并求取传递两数。ni2(b)2-9画出卜而电网络的结构图，并化简求取传递西数。习题2-92- 10

8、C知陀螺动力学系统的结构图Grs丿G(s丿Cs)习题2-1011题图所示的力学测最系统原理.在满足相应要求的条件下,可以用于地震测最,也可 以用J：测呈物体的加速度.位移vw和yo(t)均为相对J：惯性空间的位移。课后答案网www. khdaw. com课后答案网www. khdaw. com/ / / / / / /课后答案网www. khdaw. comVo习題2-M(a) 试写出以xt)为输Hl Hl：,以yoW为输入鼠的传递函数。(b) 试写出用于地震测帚的传递两数。(c) 试写出用于加速度测翁的传递两数。2- 12惯性导航装置中的地垂线跟踪系统结构图如题图所示，试求其传递函数。课后答

9、案网www. khdaw. com课后答案网www. khdaw. com习题2-122- 13分别用等价变换法与梅逊公式法化简图示各系统的结构图。2(s 丿(b丿课后答案网www. khdaw. com课后答案网www. khdaw. com14已知系统结构图如题图所示，试用梅逊公式法求取传递函数。课后答案网www. khdaw. com习题2-142-15写出题图所示系统的输出农达式C(s)。M(s) M(s)习题2-152-16 C知系统的微分方程组描述如卜，试画出结构图并化简求取传递换数。dxr2于+“ = x.dtdXs05胁+心=兀x3+a5 = x6课后答案网www. khdaw

10、. com2- 1已知某装置的电路如题图所示。输入信号为单位阶跃信号(Z)=1(Z)时，试计算输 出响应U0(t)9画出(/)的草图，并计算响应时间/八习题3-13- 2 C知某检测尤件响应特性为10G(s)=0.25 + 1为了将响应时间减小至原來的0.1倍，并保证原増益不变，采用负反馈方法來实现如题图所 示.习题32试计算图中各增益的值K/、3-3已知速度反馈控制系统如题图所示，为了保证系统阶跃响应的超调?:Mp0,是不穏定的, 在反馈的基础上增加前向通路比例一微分控制时，系统可以稳定，试确定（1）系统稳定时.P-D控制器参数Q,7；的取值条件；（2）当正反馈系数Kx = 0.8时，耍求系

11、统阶跃响应的超调磧Mp = 163%和过渡时间C=0.8秒，试确定P-D控制器参数K严7；的取値。习題3-133-14温度计的特性可以用一惯性坏节1/7-54-1来描述。将某种温度计置一恒温水槽内， 约在一分钟时，温度计的指示值达实际值的98%。如果将水槽以10C/min的速度升温，试 计算该温度计的稳态指示谋差。3-15设单位反馈系统的开环传递函数如卜，分别计算系统的静态位置谋差系数K八静态 位豐浜差系数K.,静态位置谋差系数K“，并分别计算当输入为r（/） = 21（/）. r=力、(a)(b)G（沪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)课后答案网www. khdaw. com3-16帯仃扰动彳；输入的控制系统其结构图如题图所小输入仁巧为r(t)=Rt.扰动作 用为N(f)= Nl(f), &N为常数,课后答案网www. khdaw. com课后答案网www. khdaw. com(1) 试计算系统的稳态误差。(2) 系统的环节増益KK：均为可调参数，但是其约束为KK27；时，及7； 1 71I)(7；s+1)(7：5+1)(7；5+1)1235- 5作出卜面传递西数极坐标图的申图。(a) G(s) =K(7

13、+1)(公+1)(d)(b)K5(75+ 1)G(沪 125(7： 5+1)t,7；时,及7； (h)习 5-74- 8已知最小相位系统的开环对数幅频特性如题閤所示.试计算开环増益K与开环截止 频率的值，并写出开环传递函数。5- 9垠小相位系统的开环频率特性如题图所示,(a) 试写出开环传递函数：(b) 用奈氏判据判别闭环系统的稳定性。习邃5-95- 10已知单位反馈系统的开环传递函数为KG(s)=$($+1)(0.15+ 1)试计算：(a)使得开环系统的幅值裕度厶为20dB的增益K值,(b)使得开环系统的相位裕度为60的增益K值。4- 11已知单位反馈系统的开环传递函数为K(10s+l)G(

14、s)= 7厂($+1)(01$+1)作该系统的波徳图草图，并山奈氏判据确定使系统临界屈定的增益K值。5-12已知某控制系统如题图所示试计算系统的开环截止频率辺和相位裕度人。5-13已知IE最小相位系统的开环传递函数为G(s)H(s)= ),试由频域稳定性判据 5(5 + 1)判别闭环系统的稳定性。5-14己知最小相位系统的丿F环传递国数为G(s) =分别山折线波徳图和准确波德图, 确定相位裕度人为45。时参数T的值。5-15授小相位系统的开坏对数幅频特性如卜各题图所示，(1) 试分别写出题屮系统I与系统II的稳态性能，并确定两系统稳态性能的优劣;(2) 试分别写出题屮系统I与系统II的动态性能

15、，并确定两系统动态性能的优劣。课后答案网www. khdaw. com5-16己知系统的开坏传递换数为g($)h($)=ft7，试山奈氏判据证明该系统是闭坏 稳定的。(提示：当频率0：OT s时，在(o=l_和仞=打处仃间断点。在间断点处，其幅值 4(1+) = 4(1_) = s) 5-17已知带仃比例一积分调节器的控制系统苴结构图如题图所示，图屮，参数r,1,7；为定值，FU7试证明该系统的相位裕度人有极人值人3,并计算当相位 裕度人为最人值人心时，系统的开环截止频率仪和增益K.的值。习題5-L55-18某系统的开环传递函数为小K($+d)G(y)=:$($+ 6)(5+ )($+ co4

16、)Jt,l, Cf V ct vq, K = q, 为开环强止频率。试绘制开环对数幅频特性厶(0), 并确定的正确位置。第6章习题5- 1冇源校正网络如题图所示，试写出传递函数.并说明可以起到何种枝正作用。课后答案网www. khdaw. com6- 2已知系统的开环传递函数为4G(s)H(s) =3 35(5+1)试采川根轨迹法设计微分校正装置q(s)，使得系统的超调彊MpVZO%,过渡时间4 秒，并比较校正前后系统的稳态性能。5- 3系统结构图如题图所示，试用根轨迹法设计积分校正装置G(5),使得系统的超调昴Mp 5% ,过渡时间r, v4秒,单位斜坡输入时的稳态误差 0.02。G&s)K

17、Qs)N$ + 3)($ + 6)课后答案网www. khdaw. com课后答案网www. khdaw. com习題6-36- 4已知系统的开环传递两数分别为 G($)10JG。S课后答案网www. khdaw. com分别采川根轨迹同伦也设汁出联校匸装胃G($),使得系统的闭坏极山为小=-2土 j。6- 5 U知系统的开环传递函数为6(5)77(5)=K($+ 2)5(5 + 1)当调樂根轨迹増益K时.町以获得其阶跃响臧在欠阻尼条件卜各种满意的动态性能。试确定満足卜述要求的增益K值(a)系统只有最人的超调Mp时;1 max(b)系统的阻尼振荡频率 M： ma 耳(C)系统响应时间最快的/恤

18、“时；(d) 系统的斜坡响应JI仃放小的稳态谋差J .时： nun5- 6已知双7网络如题图所示，试求它们的频率特性，作出波得图，并说明作为校正装置 使用有什么特点。课后答案网www. khdaw. com课后答案网www. khdaw. com6- 7己知系统的开环传递皈数为试釆用频率法设计超前校正装置G100：(b) 开环截止频率30：(O相位裕度乙20。6- 8已知系统的开环传递苗数为G(s)H(s)=- 5(0.025 + 1)试采用频率法设计滞后校止装直QG),使得糸统实观如卜的性能指标(a) 静态速度谋差系数& 250：(b) 开环截止频率 10：(c) 相位裕度/r60o + T

19、s6-9己知单位反馈系统的结构图如题图所示，苴中K为前向增益.为超前校正装1 + 7；5置，TT_试用频率法确泄使得系统八右最人相仪裕度的増益K值。课后答案网www. khdaw. com课后答案网www. khdaw. com习题6-86-10设单位反馈控制系统的开坏传递函数为G(s)二课后答案网www. khdaw. com试采用二阶参考模熨法设计校正装置G(5),使得校正后实现卜谜性能指标 10；(b)阶跃响应的过渡时间人0.4秒:6-11已知单位反馈系统的开坏传递函数如卜所示，试依照二阶参考模型作系统校止，使得系统的调节时间0.5秒。(1) G,$) =125(5 + 0.5)(5+

20、4)课后答案网www. khdaw. com课后答案网www. khdaw. com2)G小冲6-12设角位移伺服系统的开环模型为G(s)=试采用四阶参考模 5(0.25 + 1)型法设计校正装置G200；(b) 阶跃响应的过渡时间ts 0.4秒：(c) 阶跃响应的超调80：(b) 开环截止频率 2：6-14设受控对象的开环模型为1265(0.15+1)(0.015+1)课后答案网www. khdaw. com课后答案网www. khdaw. com试采用四阶参考模吃法设计校正装置G3 使得校正后实现卜述性能指标(a)输入速度信巧为lrad/s时，税态谋并谋并系数耳，20,相位裕度7c 30 6-15随动系统的开环