四川大学电子信息学院自控原理课后习题答案课件.ppt

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1、自控课后练习-1，2，7章第一章作业【1-4】如图为一水温控制系统，分析水温控制原理，绘制系统方框图。蒸汽阀门【1-4】水温控制系统方框图蒸汽阀门蒸汽第一章作业【1-6】自整角机随动系统发送自整角机接收自整角机1-8（第五版）1-7（简明教程）1-6（基础教程）谷物湿度控制系统（谷物磨粉前，获得出粉最多的湿度）.谷物磨粉装备【解】复合控制系统：前馈（顺馈）+反馈前馈控制或顺馈控制：通常在反馈控制系统中，当扰动对系统发生不良作用后，才能通过反馈来产生抑制扰动的控制作用，因而往往会产生控制滞后的不良效果。为了克服这种滞后的不良控制，在系统接受干扰信号但还没有

2、产生后果之前，加入一个前馈控制作用，使其刚好在干扰点上完全抵消干扰对控制变量的影响，从而改善控制系统性能。第一章作业【1-10第五版】【1-8简明教程】【1-7基础教程】下列各式是描述系统的微分方程非线性时变动态系统线性定常动态系统线性时变动态系统非线性时变静态系统线性定常动态系统非线性定常静态系统线性时变静态系统，或线性延迟系统第二章作业【2-9第五版】【2-6简明与基础】【2-11第五版】【2-8简明与基础】g已知G(s)和H(s)对应的微分方程分别是：10G(s)H(s)RMECB-【2-15第五版】【2-10简明与基础教程】位置随动系统功放K3+

3、15v-15v+15v-15v-K1-K2SMTG+–30kΩ20kΩ10k10k10k10kuiuauoutu2u1最大工作角度330o运放差动电位器K0=30v/330o=1/11(v/o)=5.21(v/rad)K1=3K2=2K1uautu2u1KtsK2K2s(Tms+1)KmK0K0K3uoui【7-10第五版】【7-9简明与基础】求如图闭环离散系统的脉冲传递函数Ф(z)或输出z变换C(z)。EB2B1【解】（a）系统等效为：【解】（b）由系统结构图【解】（c）由系统结构图[3-7第五版]*设图是简化的飞行控制系统结构图，试选择参数K1和Kt

4、，使系统的ωn=6，ζ=1。[解]：由系统结构图可以得到系统闭环传递函数：第三，七章为标准型二阶系统，闭环传递函数模型相比较得：根据二阶系统特征参数ωn、ζ，选择（整定）增益环节.【3-9第五版】【3-8简明与基础】设控制系统如图，要求：（1）取τ1=0，τ2=0.1，计算测速反馈校正系统的超调量、调节时间和速度误差；（2）取τ1=0.1，τ2=0，计算比例-微分校正系统的超调量、调节时间和速度误差；[解]：（1）测速反馈校正，当τ1=0，τ2=0.1时（2）比例-微分校正，当τ1=0.1，τ2=0时【3-18第五版】【3-15简明与基础】控制系统如

5、图所示，其中输入r(t)、扰动n1(t)和n2(t)均为单位阶跃函数，求：（1）在r(t)作用下系统的稳态误差；（2）在n1(t)作用下系统的稳态误差；（3）在n1(t)、n2(t)同时作用下系统的稳态误差。e(t)G(s)F(s)[解]（1）r(t)=1(t)作用时，系统开环传递函数：（2）n1(t)=1(t)作用时，由系统结构图：（3）n2(t)=1(t)作用时，由系统结构图：【3-28第五版】【3-16简明与基础】一种新型电动轮椅速度控制系统的结构图如图，其中时间常数T1=0.5s，T3=1s，T4=0.25s。要求：（1）确定使系统稳定的K的取

6、值（K=K1K2K3）；（2）确定增益K的取值，使系统单位阶跃响应的调节时间等于4s（∆=2%），并计算此时系统的特征根。根据系统稳定性及动态品质要求，选择系统参数。-+预期速度实际速度系统简化结构图头部动作K2传感器放大器轮椅动力学模型【解】（1）使系统稳定的K值范围。由系统结构图可得系统开环传递函数：系统闭环传递函数：系统特征方程：列劳斯表：由劳斯判据，使闭环系统稳定的K值范围为：（2）确定使ts=4s时的K值及特征根。设计时希望特征方程为：而实际闭环系统特征方程为：比较希望特征方程与实际特征方程，可得：此时，系统闭环特征方程为：解得系统闭环特征根

7、为：【7-12第五版】【7-11简明基础】设有单位反馈误差采样的离散系统，连续部分传递函数为：输入r(t)=1(t)，采样周期T=1s。试求：（1）输出z变换C(z);（2）采样瞬时的输出响应c*(t)；（3）输出响应的终值c(∞)。【解】（1）按题意系统结构图为：(2)(3)判断系统稳定性，闭环系统特征方程为：求得特征值为：【7-26第五版】【7-17简明与基础】设闭环采样系统如图，若采样周期在0≤T≤1.2s范围内变化，在T每增加0.2s后，应用MATLAB/Simulink绘出系统的单位阶跃输入响应曲线，并列表记录相应的σ%和ts(∆=2%)，指出

8、采样周期T值对离散系统动态性能的影响。num=[0.3680.264]den=[