自动控制原理答案-李明富

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1、《自动控制原理》习题参考答案第1章1.7.2基础部分1.答：开环控制如：台灯灯光调节系统。其工作原理为：输入信号为加在台灯灯泡两端的电压，输出信号为灯泡的亮度，被控对象为灯泡。当输入信号增加时，输出信号（灯泡的亮度）增加，反Z亦然。闭环控制如：水塔水位口动控制系统。其工作原理为：输入信号为电机两端电压，输出信号为水塔水位，被控对象为电机调节装登。当水塔水位下降时，通过检测装宣检测到水位下降，将此信号反馈至电机，电机为使水塔水位维持在某一固定位置增人电机两端的电压，通过调节装置调节使水塔水位升高。反Z亦然。2.答：自动控制理论发展人致经历

2、了几个阶段：第一阶段：本批纪40〜60年代，称为“经典控制理论”时期。第二阶段：木世纪60〜70年代，称为“现代控制理论”时期。第三阶段：本世纪70年代末至今，控制理论向“大系统理论”和“智能控制”方向发展。3.答：开环控制：控制器与被空对象之间只有正向作用而没有反馈控制作用，即系统的输出量与对控制量没有彫响。闭环控制：指控制装置与被空对象之间既有正向作用，又有反向联系控制的过程。开环控制与闭环控制的优缺点比较：对开环控制系统来说，由于被控制量和控制量Z间没有任何联系，所以对干扰造成的误差系统不貝备修正的能力。对闭环控制系统來说，由于采

3、用了负反馈，固而被控制量对于外部和内部的干扰都不其敏感，因此，有不能采用不太精密和成木低廉的元件构成控制质量较高的系统。4.答：10线性定常系统；（2）非线性定常系统；（3）非线性吋变系统；（4）非线吋变系统；1.7.3提高部分1.答：1）方框图:2）工作原理：假定水箱在水位为给定值c（该给定值与电位器给定电信ur对应），此时浮了处于平衡位置，电动机无控制作用，水箱处于给定水位高度，水的流入量与流出量保持不变。当c增大时，由于进水虽一时没变浮子上升，导致c升高，给电信计作用后，使电信计给电动机两端电压减小，电动机帯动减齿轮，使控制阀开度

4、减小，使进水量减小，待浮了下降冋到原来的高度时，电动机停止作用，反之亦然。1.答：1）方框图2）工作原理：与上题类似。第2章控制系统在数学模型。1.解：（1）微分方程：q=R+R2Uo+Ric鸥R2dt（2）传速函数：u0（s）=R2Ui（s）RR2CS+R1+R22.解U°⑸=R2Uj(s)R1R2C2S+R13.解：(cs)=k()kiR⑸(Ts+l)(S'+S+kokJ4.解：Cl(s)=Gl(s)Ri(s)1+G,(s)G2(s)G3(s)G4(s)C2(s)G1⑸G2（S）G3⑸1+GKs)G2(s)G3(s)G4⑸Ci(s)

5、二G](S)G3(S)G4(S)诙1+G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)C2(s)G3(s)R2(s)1+GKs)G2⑸G3(s)G4⑸1.解u2(s)=R2Uj(s)R1(Lcs24-R2cs+1)+LS+R2Ui(s)微分方程：R2U]=R]LcR1Lcs“+RiR2CS+R1+LS+R2d~U2+(R[R_2c+L)du?+(R4+R2)U2dt2dt提咼部分:1.解：Y(s)=]F/s)ms2+fs+k2.解：系统传速函数：C(s)=kikzR(s)(T1s+1)(T2S+1)+k1k2+k2k33.解：l+Gl(s)Hl

6、(s)+G2H2+G3u3+G2G3G4+Gl(s)G2(s)H2H3CG)=Gl(s)G2(s)G3(s)R(s)l+Gl(s)Hl(s)+G2(s)H2(s)G3(s)H3(s)+G2(s)G3(s)G4(s)+Gl(s)G2(s)Hl(s)H3(s)4.解：C(s)=s(s+a-k)R)(s)s'+(a+3)s'+3as+3kCG)=k(sS3s+3)R_2(s)s3+(a+3)s2+3as+3k5解：传速函数：C(s)=Gl(s)G2(s)RCs)"1+Gl(s)Hl(s)+G2(s)H2(s)+Gl(s)G2(s)+Gl(s)

7、G2(s)G3(s)+Gl(s)G2(s)Hl(s)H2(s)第三章时域分析法3.7.2基础部分1.解c（t）=l+0.2e'40t-1.2e8t（1）闭环传递函数：4)(s)=1.6$+3205(5+8)(54-40)（2）单位脉冲函数:1.6$+320CG)=5(5+8)(5+40)1.解：单位阶跃响应：C(t)=-e~t/T(GO)T单位斜坡响应：C(t)=(t-T)+Te_tfr(GO)3解开环传递函数为：G(s)=中闭环传递函数为：e(s)=5+45+4则：单位阶跃响应为：h(t)=1-e'1(1-t)(t=0)4.解：开环传

8、递函数：G(s)=莎药闭环传递函题恥尸莎7F10$(0.1$+1)+10100.152+$+10100r+105+100Wn2=0=>Wn=Q2酗=10=>§=0.5则:〃％=小硝/上92]00%10