自动控制原理练习题全大题

自动控制原理练习题全大题

1.1什么是系统？什么是被控对象？什么是控制？

1.2什么是自动控制？它对人类活动有什么意义？

1.3试列举几个日常生活中的开环控制系统和闭环控制系统，并说明

它们的工作原理。

1.4自动控制系统主要由哪几部分组成？各组成部分有什么功能？

1.5试用反馈控制原理来说明司机驾驶汽车是如何进行线路方向控制

的，并画出系统方框图。

1.6洗衣机控制系统的方框图如习题1.6图所示，试设计一个闭环控

制的洗衣机系统方框图。

2.1试列写出习题2.1图中各电路的动态方程。

(a)

(b)

2.2试求习题2.2图所示有源网络的传递函数。R2

Uo

(a)

C

C

00

(d)

CUo

(b)

C

1?Fo

(e)

2.3试求习题2.3图所示有源网络的传递函数。

R

U

U0

2.4试用拉氏变换变换下列微分方程(初始值为0)。

2

2

2

2

cMt)dy⑴⑴？?y⑴？x⑴dtdtdy(t)dy⑴⑵？2?y(t)?x⑴dtdtdy(t)⑶T?y⑴？x(t)dt

2.5系统的微分方程如下：

xl(t)?r(t)?c(t)

Tdx2(t)

ldt?Klxl(t)?x2(t)

x3(t)?x2(t)?K3c(t)

Tdc(t)

2dt?c(t)?K2x3(t)

式中,Tl、T2、KI、K2、K3均为正的常数，画出动态结构图，并

求传递函数C(s)/R(s)0

系统的输入量为r(t),输出量为c(t),试

2.6系统微分方程如下：

xl(t)=r(t)-c(t)-nl(t)

x2⑴=Klxl(t)

x3(t)=x2(t)-x5(t)

Tdx4(t)

dt?x3(t)

x5(t)?x4(t)?K2n2(t)

d2c(t)?dc(t)?K

dt2dt3n5(t)

式中,T、KI、K2、K3均为正常数。量的系统动态结构图。

试建立以r(t)、nl⑴和n2(t)为输入量,c(t)为输出

2.7试将习题2.7图所示的动态结构图转换为信号流图。

(a)

(c)

(e)

(b)

(d)

(f)

2.8分别用等效变换及梅逊公式求解习题2.8图所示各图的传递函数

C(s)/R(s)o

(a)(b)

(c)(d)(e)

2.9试求习题2.9图所示系统分别在输入信号和扰动信号作用下的闭

环传递函数，并求系统的总输出。

3

3.1设温度计需要在1min内指示出响应值的98%,并且假设温度计

为一阶系统，求时间常数T。如果将温度计放在澡盆内，澡盆的温度以

10℃/min的速度线性变化。求温度计的误差。

3.2设系统的闭环传递函数①(s)=l/(Ts+l),当输入单位阶跃信号时,

经15s系统响应达到稳态值的98%,试确定系统的时间常数T及开环传

递函数G(s)o

3.3已知系统的开环传递函数G(s)=4/[s(s+l)],系统为单位反馈系统,

求系统的单位阶跃响应。

3.4设单位反馈系统的开环传递函数G(s)=l/[s(s+l)],试求系统的单

位阶跃响应及上升时间、超调量、调整时间。

3.5已知系统的单位阶跃响应为c(t)=l-1,8e-4t+0.8e-9t,求：

(1)系统的闭环传递函数；

(2)系统的阻尼比和无阻尼自然振荡频率。

3.6已知单位负反馈二阶系统的单位阶跃响应曲线如习题3.6图所示。

试确定系统的传递函数。

3.7已知单位负反馈系统的开环传递函数G(s)=K/[s(Ts+l)],若要求

o%W16%,ts=6s(±5%误差带)，试确定K、T的值。

3.8系统的结构如习题3.8图所示，其中Gc(s)=Ts+1。

试求满足I20.707时的T值。

3.9一闭环系统的动态结构如习题3.9图所示。求当。％W20%,ts=1.8

s(±5%误差带)时，系统的参数K和T的值。

3.10闭环系统的结构如习题3.10图所示。若要求，=0.707,则参数

T应如何选择。

3.13已知系统结构如习题3.13图所示。问T取值多少，系统才能

稳定。

3.14已知系统结构如习题3.14图所示，确定系统稳定时T的取值。

3.16系统如习题3.16图所示。为了使系统在r(t)=t2时的稳态误差不

大于1/10,要稳定，试确定T和K

的取值。

同时系统

3.17系统的结构如习题3.17图所示。欲保证，=0.7且单位斜坡函数

输入时稳态误差ess=0.25,试确定K和T的取值。

3.18系统的结构如习题3.18图所示。求nl(t)=n2(t)=l(t)时，系统的

稳态误差。

3.19复合控制系统如习题3.19图所示，问应怎样选择传递函数G