《自动控制原理》(李晓秀)习题参考答案.doc

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1、第1章习题答案1-3题系统的控制任务是保持发电机端电压不变。当负载恒定发电机的端电压等于设定值时，，电动机不动，电位器滑臂不动，励磁电流恒定；当负载改变，发电机的端电压不等于设定值时，，经放大器放大后控制电动机转动，电位器滑臂移动动，使得励磁电流改变，调整发电机的端电压，直到。系统框图为：电动机发电机电位器放大器负载1-4题（1）在炉温控制系统中，输出量为电炉内温度，设为；输入量为给定毫伏信号，设为；扰动输入为电炉的环境温度和自耦调压器输入电压的波动等；被控对象为电炉；控制装置有电压放大器、功率放大器、可逆电动机、减速

2、器、调压器等。可逆电动机调压器减速器扰动热电耦电压、功率放大电炉系统框图为：（2）炉温控制系统的任务是使炉内温度值保持不变。当炉内温度与设定温度相等时，等于，即，可逆电动机电枢电压为0，电动机不转动，调压器滑臂不动，炉温温度不改变。若实际温度小于给定温度，，经放大后控制可逆电动机转动使调压器滑臂上移，使加热器电压增大，调高炉温；若实际温度大于给定温度，，经放大后控制可逆电动机转动使调压器滑臂下移，使加热器电压减小，降低炉温。使得和之间的偏差减小甚至消除，实现了温度的自动控制。1-5题（1）在水位控制系统中，输出量为水位

3、高度；输入量为给定电压；扰动输入为出水量等。进水阀减速器出水浮球水箱放大器电动机系统原理框图为：（2）当实际水位高度为设定高度时，与受浮球控制的电位器滑臂位置对应的与给定电压相等，电动机不转动，进水阀门维持不变。若水位下降，电位器滑臂上移，增大，偏差，经放大后控制电动机逆转调大进水阀门，加大进水量使水位升高；若水位升高降，电位器滑臂下移，减小，偏差，经放大后控制电动机正转调小进水阀门，减小进水量使水位下降，实现了水位的自动控制。第2章习题答案2-1题a)b)2-2题2-3题2-4题a)b)2-5题a)b)c)d)2-6

4、题a)b)c)2-7题a)b)c)2-8题解由微分方程组建立系统结构图为传递函数2-9题解由有源电路建立系统结构图为传递函数其中，2-10题2-11题作信号流图略a)b)d)2-12题作信号流图略2-13题2-14题a)b)c)第3章习题答案3-1题(1)稳定(2)稳定(3)不稳定，2个正实部根(4)稳定(5)临界稳定3-2题(1)0

5、题(1)(2)，3-11题，3.12题，3-13题(1)，，(2)，，(3)，，3-14题3-15题(1)(2)3-16题3-17题(1)(2)(3)3-18题40125/203-20题(1)(2)应该提高部分的放大系数。3-21题（1）略(2)3-22题(1)无内反馈时，系统不稳定，内反馈存在时,只要取系统稳定。(2)，内反馈的存在使稳态误差增大。3-23题,第4章习题答案4-1略4-2在根轨迹上，和不在根轨迹上。4-3（1）实轴上的两个会合点为和，两个分离点为和；（2）实轴上

6、的分离点为；渐进线：，；（3）实轴上的分离点为，根轨迹与虚轴交点为：，渐进线：，；4-4，圆方程：半径，圆心。4-5（1）分离点为，会合点为；（2）。4-6分离点为；根轨迹与虚轴交点为：（1）（2）稳定。4-7（1）实轴上的分离点为，根轨迹与虚轴交点为：，渐进线：，；（2）；（3）；（4）；闭环传递函数为：。4-8（1）稳定范围是；（2）当。可近似为二阶系统：，。4-9（1）实轴上的分离点为；根轨迹与虚轴交点为：；渐进线：，；（2）临界稳定的开环增益为；（3）开环增益为。4-10分离点为；临界阻尼时；出射角：；4-11

7、略；4-12特征方程为,开环零极点：；分离点为：。4-13出射角为；入射角为；与虚轴交点为，；4-14由根轨迹通过求出，此时开环传递函数为；4-15（1）时有一个分离点；（2）时有二个分离点。4-16分离点为：，，；虚轴交点：；4-17实轴上的分离点为，会合点为；增益对阻尼特性的影响：从根轨迹图可以看出，对于任意，闭环系统都是稳定的，但阻尼状况不同。在增益较小时系统是过阻尼系统，增益很大时也是过阻尼系统，但中等增益时（是欠阻尼系统。4-18等效开环传递函数（1）渐进线：，；根轨迹与虚轴交点为：；出射角：，；（2）稳定范

8、围：。第5章习题答案5-1题(1)(2)(3)(4)5-2题(1)，，穿越负实轴，穿越频率幅值。(2)，，不穿越负实轴(3)，，穿越负实轴，穿越频率幅值。(4)，，不穿越负实轴5-4题a)b)c)d)e)f)5-5题(1)(2)画出对应的对数相频特性曲线和奈氏图（略）。5-6题5-7题a)不稳定b)稳定c)不稳定d)稳定e)稳定f