自动控制原理课后答案第四章ppt课件

1、5 5p p2 2, ,p p0 0, ,p p0 0, ,m m3 3, ,n n1 10 0K K, ,K K5 5) )2 2) )( (s ss s( (s sK K5 5) )2 2) )( (s s0 0. .2 2s s( (s s0 0. .5 5K K1 1) )1 1) )( (0 0. .2 2s ss s( (0 0. .5 5s sK KG G( (s s) )绘绘制制根根轨轨迹迹图图. ., ,已已知知系系统统开开环环传传递递函函数数3 32 21 1g gg g,自动控制原理习题分析第四章自动控制原理习题分析第四章4-2(11), ,1 18 80 06 60 0

2、m mn n1 1) )( (2 2k k1 18 80 0, ,3 37 73 35 52 20 0m mn n) )z z( () )p p( (: :渐渐近近线线2 2, ,0 0 5 5 , ,( (: :根根轨轨迹迹实实轴轴区区段段m m1 1i ii in n1 1j jj ja a自动控制原理习题分析第四章自动控制原理习题分析第四章4-2(11)自动控制原理习题分析第四章自动控制原理习题分析第四章4-2(1)7 70 0K K, ,1 10 0: :解解得得0 0, ,0 0和和1 10 07 7K K: :即即0 0K Kj j1 10 07 7j j: :得得j j代代入入,

3、 ,s s0 0K K1 10 0s s7 7s ss s0 0K K5 5) )2 2) )( (s ss s( (s s: :特特征征方方程程根根迹迹同同虚虚轴轴交交点点用用闭闭环环g g3 32 2g gg g2 23 3g g2 23 3g g自动控制原理习题分析第四章自动控制原理习题分析第四章4-2(1)1 10 0j j- -s s: :解解得得0 07 70 07 7s s: :行行代代回回s s7 70 0可可解解得得K K0 0K K令令7 70 0K K) )/ /7 7K K( (7 70 0K K7 71 10 01 1s ss ss ss s0 0K K1 10 0s

4、 s7 7s ss s0 0K K5 5) )2 2) )( (s ss s( (s s: :闭闭环环特特征征方方程程根根迹迹同同虚虚轴轴交交点点法法2 21 1, ,2 22 22 2g gp pg gg gg gg g0 01 12 23 3g g2 23 3g g: 自动控制原理习题分析第四章自动控制原理习题分析第四章4-2(4)区区段段有有分分离离点点. .1 1 . . - -3 3, ,- -1 1 3 3, , 5 5 , , ,( (: :实实轴轴根根迹迹区区段段1 18 80 0即即有有一一条条渐渐近近线线, ,1 1, ,m mn n3 3p p- -1 1, ,p p-

5、-5 5, ,1 1, ,- -z zm m2 2, ,n n, ,3 3) )1 1) )( (s s( (s s5 5) )( (s sK KG G( (s s) )绘绘制制根根轨轨迹迹图图. ., ,已已知知系系统统开开环环传传递递函函数数2 21 1g g1 11 1. .6 66 65 52 2. .1 17 71 13 32 2. .1 17 71 11 12 2. .1 17 71 1K K0 0. .3 34 43 35 57 7. .8 82 28 83 37 7. .8 82 28 81 17 7. .8 82 28 8K K7 7. .8 82 28 82 2. .1 1

6、7 71 1, ,- -s ss s: :求求解解得得0 0, ,1 17 71 10 0s ss s: :0 0得得( (s s) )N N( (s s) )D D( (s s) )D D( (s s) )N N: :代代入入4 4, ,2 2s s( (s s) )D D3 3, ,4 4s ss s3 3) )1 1) )( (s s( (s sD D( (s s) )1 1, ,( (s s) )N N5 5, ,s s) )分分离离点点求求法法1 1. .N N( (s sg g2 2g g1 12 21 12 2 2 2 自动控制原理习题分析第四章自动控制原理习题分析第四章4-2(

7、4)自动控制原理习题分析第四章自动控制原理习题分析第四章4-2(4)1 11 1. .6 66 65 57 7. .8 82 28 83 37 7. .8 82 28 81 17 7. .8 82 28 8K K0 0. .3 34 43 35 52 2. .1 17 71 13 32 2. .1 17 71 11 12 2. .1 17 71 1K K7 7. .8 82 28 8, ,R Rz zs s2 2. .1 17 71 1R Rz zs s- -分分离离点点和和会会合合点点. .即即为为根根迹迹圆圆与与实实轴轴区区段段交交点点8 83 3) )1 1) )( (5 5( (5 5

8、) )P P- -) )( (z zp p- -( (z zR R开开环环零零点点, ,圆圆心心在在实实轴轴外外根根迹迹为为圆圆, ,1 1, ,m m2 2, ,n n分分离离点点求求法法2 2. .g g2 2g g1 12 21 12 21 1. .K K, ,K K, ,并并计计算算K K, ,t t响响应应% %, ,用用根根迹迹法法确确定定系系统统阶阶跃跃, ,4 45 5要要求求闭闭环环主主导导极极点点, ,5 5) )1 1) )( (s ss s( (s s2 2) )( (s sK K( (s s) )G G开开环环传传递递函函数数, ,6 6. .已已知知单单位位反反馈馈

9、系系统统4 4a av vp ps sg gk k自动控制原理习题分析第四章自动控制原理习题分析第四章4-69 90 02 22 22 2) )( (5 51 10 0m mn n) )z z( () )p p( (: :2 2条条渐渐近近线线5 5p p1 1, ,p p0 0p p2 2, ,z z2 2, ,m mn n1 1, ,m m3 3, ,n nm m1 1i ii in n1 1j jj ja a3 32 21 1自动控制原理习题分析第四章自动控制原理习题分析第四章4-6自动控制原理习题分析第四章自动控制原理习题分析第四章4-60.760.76相应K相应K0.555560.5

10、5556s s: :解得解得0 05 5s s1 16s6ss s: :得得0 0(s)(s)N(s)DN(s)D(s)D(s)(s)D(s)N N: :5代入5代入10s10s3s3s(s)(s)D D5s5s5s5ss sD(s)D(s)1 1(s)(s)N N2,2,s sN(s)N(s). .1,0区段有分离点1,0区段有分离点 1,0;1,0; 4,2,4,2, : :根迹实轴区段根迹实轴区段g g1,21,22 23 3 2 2 2 23 3 2022.g g1 1, ,2 21 11 11 11 11 11 11 11 1, ,2 2相相应应K Kj j0 0. .6 65 57

11、 7, ,0 0. .6 65 57 7s s即即0 0. .6 65 57 7, ,用用试试探探法法可可求求a a4 45 5a a5 5a at tg ga a1 1a at tg ga a2 2a a即即t tg g1 18 80 0) )9 90 0a aa at tg ga a5 5a at tg ga a1 1a a( (t tg ga a2 2a at tg g: :代代入入相相角角条条件件方方程程j ja aa as s设设与与根根迹迹交交于于阻阻尼尼线线, ,4 45 5作作自动控制原理习题分析第四章自动控制原理习题分析第四章4-62 2. .0 02 2相相应应K Kj j

12、0 0. .6 65 57 7, ,0 0. .6 65 57 7s s即即0 0. .6 65 57 7, ,用用试试探探法法可可求求a a0 0; ;5 51 12 2a a8 8a a和和2 2a a2 2a a) )a a- -( (6 6K K: :可可得得0 0) )a aK K( (5 51 12 2a a0 0及及2 2a a2 2K K) )a aK K( (5 5即即2 2a a0 0) )a a K K( (5 51 12 2a aj j 2 2a a2 2K K) )a aK K( (5 52 2a a: :得得0 02 2) )( (s sK K5 5) )1 1)

13、)( (s ss s( (s s: :代代入入特特征征方方程程j ja aa as s设设与与根根迹迹交交于于阻阻尼尼线线, ,4 45 5作作g g1 1, ,2 22 23 32 2g gg g2 23 3g gg g3 3g g2 23 3g gg g3 3g g1 1, ,2 2自动控制原理习题分析第四章自动控制原理习题分析第四章4-6自动控制原理习题分析第四章自动控制原理习题分析第四章4-6为为非非主主导导极极点点. .s s5 5. .0 04 44 49 94 4. .6 68 86 6/ /0 0. .9 92 2: :的的模模比比s s与与s s4 4. .6 68 86 6

14、j j0 0. .6 65 57 70 0. .6 65 57 7j j0 0. .6 65 57 70 0. .6 65 57 75 51 10 0s ss s) )p p( (s s) )p p( () )s s( (2 2, ,m mn n3 31 1, ,2 23 32 21 13 31 1j jj j3 3n n1 1j jj jn n1 1j jj j自动控制原理习题分析第四章自动控制原理习题分析第四章4-64 4. .5 57 7s s稍稍小小; ;3 3t t比比无无零零点点时时4 4. .1 12 2s s, ,0 0. .6 65 57 71 1) )2 21 1. .4

15、49 95 5l ln n( (3 31 1) )z zl ll ln n( (3 3t t大大. .比比无无零零点点时时4 4. .3 3% %稍稍6 6. .7 7% %, ,0 0. .7 70 07 7时时% % %( () )曲曲线线: :2 28 8查查图图3 33 3. .0 04 44 42 2/ /0 0. .6 65 57 7) )z z/ /( (2 2, ,z z由由于于闭闭环环有有一一零零点点: :n ns sn ns sn n, ,0 05 5) )2 2/ /( (1 12 2p p/ /z zK KK KK K0 0K K, ,K K1 1, ,n n1 1j

16、jj jm m1 1i ii ig gv va ap p80802.自动控制原理习题分析第四章自动控制原理习题分析第四章4-8; ;, ,1 18 80 06 60 01 1, ,3 3j j2 2. .5 59 98 81 1. .5 5j j2 2. .5 59 98 81 1. .5 50 00 0, ,m m3 3, ,n nj j1 1. .5 59 98 8) )1 1. .5 5j j2 2. .5 59 98 8) )( (s s1 1. .5 5s s( (s sK K9 9) )3 3s ss s( (s sK KG G( (s s) )n ng g2 2g g自动控制原理

17、习题分析第四章自动控制原理习题分析第四章4-82 27 7K K0 0: :取取值值范范围围使使闭闭环环稳稳定定的的K K2 27 73 3K K3 3, ,: :解解得得0 0, ,9 90 0和和3 3K K: :得得0 0K K9 9) )3 3s ss s( (s s: :j j代代入入特特征征方方程程s sg gg g2 2g g3 32 2g gg g2 2自控原理习题分析第四章自控原理习题分析第四章4-827g g2 22 2gpgpgpgpg gg gg g0 01 12 23 3g g2 23 3g g2 2K K0 0j3;j3;s s: :解得解得0,0,27273s3s

18、: :行行代回s代回s27,27,K K0求得0求得K K由27由27K K0 0)/3)/3K K9 9(3(3K K3 39 91 1s ss ss ss s: :列Routh表列Routh表0 0K K9s9s3s3s即s即s0 0K K9)9)3s3ss(ss(s: :由特征方程由特征方程: :法2法23 30 0, ,3 30 0) )2 2. .5 59 98 81 1. .6 6t tg g( (9 90 09 90 01 18 80 0) )p pp p( () )p pp p( (1 1) )( (2 2k k1 18 80 01 1) )( (2 2k k1 18 80 0

19、) )p p( (s s) )z z( (s s: :根根迹迹出出射射角角p p开开环环复复数数极极点点2 21 13 31 12 21 11 1n n1 1j jj jm m1 1i ii i1 1, ,2 21 1, ,2 2自控原理习题分析第四章自控原理习题分析第四章4-8自动控制原理习题分析第六章自动控制原理习题分析第六章6-95 5s s. .t t5 5% %, ,使使满满足足% %前前校校正正装装置置, ,试试用用根根迹迹法法设设计计串串联联超超5 5) )1 1) )( (s ss s( (s sK KG G( (s s) )开开环环传传递递函函数数为为设设单单位位反反馈馈系系

20、统统s sg g0 0. .6 6t t3 35 5s st t; ;4 45 5c co os s0 0. .7 70 07 7, ,5 5% % %5 53 30 0, ,K K0 0. .4 47 7, ,2 2, ,s sn ns s1 1g gp pd da a自动控制原理习题分析第六章自动控制原理习题分析第六章6-9. .z z与与零零点点p p校校正正装装置置的的极极点点与与负负实实轴轴交交点点即即为为超超前前, ,的的两两条条射射线线A AD D和和A AE E9 9. .5 55 5/ /2 2两两侧侧分分别别作作张张角角为为在在A AC CA A0 0角角平平分分线线A A

21、C C, ,A A作作连连A A0 0, , ,) )作作水水平平线线A AA As s过过A A( (c cc cc c 1 1, ,1 19 9. .1 11 19 99 9. .1 11 18 80 0引引入入补补偿偿角角校校正正装装置置应应, ,1 19 99 9. .1 17 75 56 6. .3 31 11 13 35 5产产生生相相角角s s原原系系统统极极点点对对1 1, ,2 277.自动控制原理习题分析第六章自动控制原理习题分析第六章6-9. .z z与与零零点点p p校校正正装装置置的的极极点点与与负负实实轴轴交交点点即即为为超超前前, ,的的两两条条射射线线A AD

22、D和和A AE E9 9. .5 55 5/ /2 2两两侧侧分分别别作作张张角角为为在在A AC CA A0 0角角平平分分线线A AC C, ,A A作作连连A A0 0, , ,) )作作水水平平线线A AA As s过过A A( (c cc cc c 1 1自动控制原理习题分析第六章自动控制原理习题分析第六章6-90 0. .9 97 75 55 5s s0 0. .7 73 38 81 1s sK Kp ps sz zs sK K( (s s) )G Gg gc cc cc cg gc cc c0 0. .9 97 75 55 5p p0 0. .7 73 38 81 1; ;z zc cc c自动控制原理习题分析第六章自动控制原理习题分析第六章6-9自控原理习题分析第六章自控原理习题分析第六章6-93 3. .1 12 23 38 8z zs s/ /p ps s5 5s s1 1s ss sK K0 0. .9 97 75 55 5) )5 5) )( (s s1 1) )( (s ss s( (s s0 0. .7