自动控制原理及其应用_课后习题答案_第二章_图文_第1页
自动控制原理及其应用_课后习题答案_第二章_图文_第2页
自动控制原理及其应用_课后习题答案_第二章_图文_第3页
自动控制原理及其应用_课后习题答案_第二章_图文_第4页
自动控制原理及其应用_课后习题答案_第二章_图文_第5页
已阅读5页,还剩27页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、第二章习题课 (2-1au o i 2=R 2C+-+-u i u oR1R 22-1(a 试建立图所示电路的动态微分方程。解:输入量为u i ,输出量为u o 。u i =u 1+u o u 1=i 1R 1i c =C duc dt =dtd (u i -u o i 1=i 2-i cu 1= R 1+u o u o -C d (u i -u o dt R 2R 2u i =u o R 1-C R 1R 2+C R 1R 2+u o R 2du i dt dt du o u o R 1+C R 1R 2+u o R 2=R 2u i +C R 1R 2du o du i dt dt+-C

2、uc+R 1R 2u i i 1i 2-+-u o i cC第二章习题课 (2-1b2-1(b 试建立图所示电路的动态微分方程。u o +-u i R 1L R 2C i 1=i L +i cu L =L di Ldtu oi L =i 2=R 2u L =L R 2du o dt i c = = +C du c dt CL R 2d 2u o dt 2du odt + u o R 2CL R 2d 2u o dt 2du o dt i 1= +C u o i 2=R 2输入量为u i ,输出量为u o 。u i =u 1+u o u 1=i 1R 1i c =C du c dt =dtd (

3、u i -u o 习题课一(2-2(2-2求下列函数的拉氏变换。(1 (1 f(t f(t f(t=sin4t+cos4t=sin4t+cos4t 解:L sinwt = w w 2+s 2s w 2+s 2L sin4t+cos4t =4s 2+16s s 2+16=s+4s 2+16+ LL coswt =(2 (2 f(t f(t f(t=t=t 3+e 4t 3!解:L t 3+e 4t = + = +3!s 3+11s-4s 41s-4(3 (3 f(t f(t f(t=t t n e at 解:L t n e at =n!(s-an+1(4 (4 f(t f(t f(t=(t-1=

4、(t-12e 2t 解:L (t-12e 2t =e -(s-22(s-232-3-1 函数的拉氏变换。F(s F(s=s+1(s+1(s+3解:A 1=(s+2s+1(s+1(s+3s=-2= -1(s+1(s+3A 2=(s+3s+1s=-3= 2F(s F(s= - = - 2s+31s+2f(t f(t=2e=2e -3t -e -2tF(s F(s=s (s+12(s+22-3-2 函数的拉氏变换。解:f(t f(t= = = e e st st +lim lim e st s (s+12s=-2d ds s s+2s -1 =-2e -2t +lim( +lim( e e st +

5、 + e e st s -1 st s+22(s+22=-2e -2t -te -t +2e -t=(2-te -t -2e -2tF(s F(s=2s 2-5s+1s(s 2+12-3-3 函数的拉氏变换。解:F(s(s 2+1s=+j =A 1s+A 2s=+j A 1=1, A 2=-5A 3=F(ss =1s=0 f(t f(t f(t=1+cost-5sint=1+cost-5sint F(s F(s= + += + +1s s 2+1s -5s 2+12-3-4 函数的拉氏变换。(4 (4 F(s F(s F(s=s+2s(s+12(s+3解:f(t f(t= = = e e st

6、 st + + e e st s+2(s+12(s+3s=0s+2s(s+12s=-3+ + lim lim lim s -1d e st st s+2s(s+3ds= + e -3t +lim + 23112s -1(-s 2-4s-6e st (s 2+32(s+2te st s 2+3s= + e -3t - - e e -t - - e e -t 2311234t 2(2-4-1求下列微分方程。d 2y(tdt2+5 +6y(t=6 ,初始条件:dy(t dy(tdt y(0=y(0=2 。·解:s 2Y(s-sY(0-Y(0+5sY(s-5Y(0+6Y(s=1s A 1=s

7、Y(s sY(ss=0y(t y(t=1+5e=1+5e -2t -4e -3t A 2=(s+2Y(s s=-2A 3=(s+3Y(ss=-3A 1=1 , A 2=5 , A 3=-4 Y(s Y(s=6+2s 2+12s s(s 2+5s+6(2-4-2(2-4-2求下列微分方程。d 3y(tdt 3+4 +29 =29,+4 +29 =29,d 2y(tdt 2dy(t dy(tdt 初始条件:y(0=0 , y(0=17 , y(0=-122···解:2-5-a 试画题2-1图所示电路的动态结构图,并求传递函数。+-Cu c +R 1R 2u i i 1

8、i 2-+-u o i cC 解:u i =R 1i 1+u o ,i 2=i c +i 1U I (s (s=R =R 1I 1(s+U O (sdu ci c =CdtI 2(s=I C (s+I 1(sI C (s (s=CsU CsU C (s (s即: =I 1(sU I (s-U O (s (sR 1U I (s-U O (sCs Cs=I C (s (sU O(s(s U I(s(s=1R1+( sCR21+1R1+( sCR2=R2+R1R2sCR1+R2+R1R2sC 1R1sCR2U I(s(s-U O(s(s I C(s(sI1(sI2(s+1R1sC R2+( U I(

9、s(s-U O(s(s2-5-b 试画出题2-1图所示的电路的动态结构图,并求传递函数。u o +-u i R 1LR 2C解:u i =R 1I 1+u cu c =u o +u L u L =Ldi Ldt i L =u o R 2i 1=i L +i ci c =Cdu c dtU i (s (s=R =R 1I 1(s+U C (sU C (s (s=U U O (s+U L (s (sU L (s (s=sLI sLI L (s (sI 1(s=(s=I I L (s+I C (s (s1R 1CssL R 2I 1+U OU iIC-U C =U O +U LI LU L I 2(

10、s=U O (s (sR2I C (s (s=CsU CsU C (s (sI 1(s=U O (s (sR 2I 1(s=U I (s+U C (S (SR 1即:I L (s (s=I=I 1(s-I C (sI C (s (s=U C (s (sCs解:电路等效为:2-6-a 用运算放大器组成的有源电网络如图所示,试采用复数阻抗法写出它们的传递函数。U O=- R 3+SC R 2R 2+1U I R 1U OR 3SCR 2R 21SC ·+1+=-R 1+R 3+R 2R 3CS=-R 1(R 2SC+1R 2R 3=-( + R 1(R 2SC+1R 1R 1R 2=-

11、( +R ( +R 3 (R 2SC+11=R 21R 3R 2SC +R 1-C(S=U O (SU I(S-+CR 1R2R3u iu o-+CR 1R2R3u iu o-+C R 1R2R3u iu o R 4R 52-6-b 用运算放大器组成的有源电网络如力所示,试采用复数阻抗法写出它们的传递函数。=-R 5R 4+ R 5U O (R 3SC+1R 2R 3SC+R 2+R 3U O U I =(R 2R 3SC+R 2+R 3(R 4+R 5R 1(R 3SC+1R 5-=-(R 4+R 5(R 2+R 3( SC+1R 2R 3R 2+R 3R 1R 5(R 3SC+1U I R

12、 1=R 5R 4+ R 5U O R 2+R 3SC R 3SC+1-R 5R 4+ R 5U O R 2+R 3R 3SC +1-c(t c(ttTK(t2-8 设有一个初始条件为零的系统,系统的输入、输出曲线如图,求G(sG(s。c(t c(ttTK(tc(t c(t= K T t-(t-TK T C(s C(s= K (1-e Ts 2-TS C(s C(s=G(S=G(S解:2-9 若系统在单位阶跃输入作用时,已知初始条件为零的条件下系统的输出响应,求系统的传递函数和脉冲响应。r(t r(t=I(t I(t I(tc(t c(t=1-e +e =1-e +e -2t-t 解:R (s

13、 =1s G(S=G(S=C(s/R(s C(s/R(s C(s/R(s1s+21s -C(s C(s=1s +1+=s(s+1(s+2(s 2+4s+2 =(s+1(s+2(s 2+4s+2 C(s C(s=(s+1(s+2(s 2+4s+2 脉冲响应:2s +2=1+1s +1-c(t c(t=(t +2e +e -2t-t2-10 已知系统的微分方程组的拉氏变换式,试画出系统的动态结构图并求传递函数。解:X 1(s=R (sG 1(s-G 1(sG 7(s-G 8(sC(sX 2(s=G 2(sX 1(s-G 6(sX 3(sX 3(s=G 3(sX 2(s-C (sG 5(sC (s

14、(s=G 4(sX 3(sG 1G 2G 3G 5-C(s-R(sG 4G 6G 8G 7X 1(s=R (s-C(sG 7(s-G 8(s(sG G 1(sC(sG 7(s-G 8(sG 6(sX 3(sX 1(sX 2(sC (sG 5(sX 3(sG 1G 2G 3G 5-C(s-R(sG 4G 2G 6G 8G 7G 1G 2G5-C(s-R(sG 7-G 81+G 3G 2G6G 3G 4-C(sR(sG 7-G81+G 3G 2G 6 +G 3G 4G 5G 1G 2G 3G 41+1+G G 3G 2G 6 +G 3G 4G 5+G 1G 2G 3G 4(G 7 -G 8G 1G

15、 2G 3G 4R (s C (s =解:2-11(aG 1(sG 2(sG 3(sH 1(s_+R(sC(sH 2(sG 1(sG 2(sH 1(s_+R(sC(sH 2(sG 3(s求系统的传递函数1+G 2H 1G 2 G 1+G 31+G 1H 21+G 2H 1G 2 1+G 2H 1G 2=1+G 2H 1+G 1G 2H 2G 2 R (s C (s =1+G 2H 1+G 1G 2H 2G 2G 1+G 2G 3G 1(sG 2(sG 3(sH 1(s_+R(sC(sG 1(sH 2(s2-11(aG 1(sG 2(sG 3(sH 1(s_+R(sC(sH 2(s求系统的传递函

16、数解:L 1L 1=-G 2H 1L 2L 2=-G 1G 2H 1P 1=G 1G 2P 2=G 3G 21 =12 =1R (s C (s =nk=1P k k=1+G 2H 1+G 1G 2H 21+G 2H 1+G 1G 2H 2G 2G 1+G 2G 3 =解:2-11(bG 1(sG 2(sG 3(sG 4(s_+R(sC(sH(s H(s H(s求系统的传递函数G 1(sG 2(sG 3(sG 4H _+R(sC(sH(s H(s1+G 4G 1HG1 G 2(sG 3(s_+R(sC(sH(s H(s1+G 4HG1G 1 G 2G 3_+R(sC(s1+G 4HG 1G 1H

17、G 1 1+G 4HG 1G 1+G 3 (1+HG 1G 41+G 4HG 1G 2 (1+HG 1G 41+G 4G 1H +G 1G 2H R (s C (s =1+G 1G 2H +G 1G 4H G 1G 2+G 2G 3+G 1G 2G 3G 4 H解:2-11(bG 1(sG 2(sG 3(sG 4(s_+R(sC(sH(s H(s求系统的传递函数R (s C (s =1+G 1G 2H +G 1G 4H G 1G 2+G 2G 3+G 1G 2G 3G 4 HL 1L 1=-G 1G 2HL 1=-G 1G 4H L 2P 1=G 1G 21 =1P 2=G 3G 2=1+G

18、4G 2H +G 1G 2H 2=1+G 1G 4HH 1_+G 1+C(sR(sG 3G 22-11c 求系统的闭环传递函数 。解: H 1_+G 1+C(sR(sG 3G 2H 1R (s C (s 1+G 1G 2+G 1H 1G 3H 1G 1G 2 (1(1 G 3H 1=_G 1C(sR(sG 2H 1+G 21-G 3H 11H_G 1+C(sR(sG 22-11d 求系统的闭环传递函数 。解: (1_G 1+C(sR(sG 2HG 21+G 2H 1(G 1+G 2 R (s C (s =(2L 1L 1=-G 2H P 1=G 11 =1P 2=G 22 =1-_G 1+C(

19、sR(sG 2G 3G 42-11e 求系统的闭环传递函数 。解: (1(1(1 _C(sR(sG 1+G 2G 3-G 4C (s =R (s 1+(G 1+G 2(G 3-G 4(G +G 21+G 1G 3+G 2G 3G 1G 4-G 2G 4=(G 1+G 2L 1L 2L 3L 4L 2=G 1G 4L 3=-G 2G 3L 4=G 2G 4(2L 1=-G 1G 3P 1=G 11 =1P 2=G 22 =11+G 1G 3+G 2G 3G 1G 4-G 2G 4=(G 1+G 2C (s (sR (s (s_G 1+C(sR(sG 22-11f 求系统的闭环传递函数 。_C(s

20、R(sG 11-G 2G 2C (s =R (s 1+1-G2G 1G 1G 21+G 1G 2G 2G 1 (1(1 G 2=解: : (1(1(1(2L 1L 1=-G 1G 2L 2L 2=G 2P 1=G 11 =1-G 2=1+G 1G 2-G 2C (s R (s 1+G 1G 2G 2G 1 (1(1 G 2=2-12(aR(sG 1(sG 2(sH 2(s_+C(sH 3(sH 1(s_+D(s D(s解:求:D (s C (s R (s C (s D (s =01-G 2H 2G 2 G (s =1-G 2H 2G 1G 2 C (s =R (s 1+1-G 2H 2G 1G

21、 2H 31-G 2H 2G 1G 2 1-G 2H 2+G 1G 2H 3G 2G 1=R (s =0结构图变 换成:G 2(sH 2(s_+C(s G 1H 3G 1H 1_D(s D(s1-G 2H 2G 21-G 1H 1C (s =D (s 1+1-G 2H 2G 21-G 2H 2G 2 G 1H 3(1-G 1H 1 1-G 2H 2+G 1G 2H 3G 2(1-G 1H 1 =2-12(b求:D (s C (s R (s C (s R(sn +D (s 解:D (s =0G (s =1+G 1G 2H G 1G 2 G 1G 2H _C(sC (s =R (s 1+1+G 1

22、G 2H G 1G 2 1+G 1G 2H G 1G 2 1+G 1G 2H+H+G G 1G 2G 1G 2=R (s =0G 结构图变 换成:G 1G 2H -C(s G n+D (s G 1G 2H -C(s C(sG n /G 1+D (s 1+G 1G 2H G 1G 2 -C(s C(s+D (s 1+G 1G 2H G 2G n 1+G 1G 2H G 2G 1系统的传递函数:C (s =D (s 1+1(1+1+G 1G 2HG 1G 2 1+G 1G 2H G n G 2 1+G 1G 2+G 1G 2H =1+G n G 2+G 1G 2H2-13(a求:R (s E (s

23、 R (s C (s C(sE (s G 1G 2G 3_+R(s解:L 1L 1=-G 2L 2L 2=-G 1G 2G 3P 1=G 2G 3P 2=G 1G 2G 3R (s C (s =1+G 2+G 1G 2G3G 2G 3+G 1G 2G 31 =12 =1结构图变 换成:G 1G 2+-E(s E(sG 3-R (s G 1+-E(s E(sR (s 1+G 2G 3G 2 -E(s E(s-R (s 1+G 2G 2G 3G 1G 2G 31+G 2系统的传递函数:E (s =R (s 1+1(1-G 1G 2G 31+G 1+G21+G 2G 2G 31+G 2+G 1G 2

24、G3=1+G 2-G 2G 3R(sG 4(s+C(sE(s E(sG 1(sG 2(s-+G 3(sD(s D(sX(s X(s2-14求:R (s C (s 解:D (s =0结构图变换为 R(sG 4(s+C(sG 1(sG 2(s-+G 3(sG 3(s(G 1+G 2(G 3+G 41+(G 1+G 2G 3G 1+G 2C (s R (s =1+G 3(G 1+G 2(G 1+G 2(G 3+G 4D(s D(sR(s R(s+-E(s E(sG 3G 2G 1E (s R (s =1+G 3(G 1+G 21R(sG 4(s+C(sE(s E(sG 1(sG 2(s-+G 3(s

25、X(s X(s求:R (s E (s 2-14解:D (s =0结构图变换为G 3(G 1+G 2D (s C (s D(s D(sR(sC(sG 4(s+E(s E(sG 1(sG 2(s-+G 3(sX(s X(s求:2-14解:R (s =0D (s C (s =1E (s X (s =G 2(sE (s X (s C 1(sR 1(s求:2-15+G 1G 2G 3C 1(sR 1(s+-H 2H 1G 4G 5-G 6C 2(sR 2(s解:结构图变换为 +G 1G 2G 3C 1(sR 1(s-H 2H 1G 4G 5-1+G 4G 4G 5H 1H 21+G 4G 4G 5H 1

26、H 21+G 1G 1G 21+G 4+G 1G 4G 5H 1H 2-G 1G 2-G 1G 2G 4G 1G 2G 3(1+G 4 =C 1(sR 1(s1+G 4+G 1G 4G 5H 1H 2G 1G 2(1+G 4 =C 2(sR 2(sG 3C 1(sR 1(s+G 1G 2-H 2H 1G 4G 5G 6-C 2(sR 2(s求:2-14解:结构图变换为 +G 4G 5G 6C 2(sR 2(s-H 1H 2G 2G 1-1+G 4G 4G 5G 1H 1H 21-G 1G 21+G 4+G 1G 4G 5H 1H 2-G 1G 2-G 1G 2G 4G 4G 5G 6(1-G

27、1G 2=1+1+G 4G 6G 4G 5G 1H 1H21-G 2G 21+G 4G 4G 5C 2(sR 2(sC 2(sG 4G 5G 6-+G 1G 2-H 2H 1R 1(sG 3C 1(sR 2(s求:2-14解:结构图变换为G 4G 5G 6-+-G 1G 2H 2H 1R 1(s C 2(sC 2(sR 1(s1+G 4H 2G 4G 5G 11-G 1G 21+G 4+G 1G 4G 5H 1H 2-G 1G 2-G 1G 2G4G 1G 4G 5G 6H 2=1+G 6H 1C 2(sR 1(sG 11-G 1G 21+G 4H 2G 4G 5G 11-G 1G 21+G

28、4H 2G 4G 5C 2(sG 6R 1(sG 4G 5-+G 1G 2-H 2H 1G 3C 1(sR 2(s求:2-14解:结构图变换为 G 1G 2G 3+G 5G 4-H 1R 2(sC 1(sH 2-C 1(sR 2(sG 1G 2G 3+G 5G 4-H 1R 2(sC 1(sH 2-G21+G 4G 4G 51-G 1G 2-G 1H 11+G 4+G 1G 4G 5H 1H 2-G 1G 2-G 1G 2G 4-G 1G 2G 3G 4G 5H 1=1+1+G 4G 4G 5G 1H 11-G 2G 21+G 4G 4G 5C 1(sR 2(sH 2-G 1H11-G 2G 2G 2G 3

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论