2009知识要点与习题解析.doc

《2009知识要点与习题解析.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、自动控制原理知识要点与习题解析第2章控制系统的数学模型数学模型有多种表现形式：传递函数、方框图、信号流图等。；P32(自动控制原理p23)题2-17图控制系统方框图(e)C(s)R(s)--G4(s)H1(s)H2(s)G1(s)G2(s)G3(s)2-17知控制系统的方框图如题2-17图所示，试用方框图简化方法求取系统的传递函数。P33解：方框图简化要点，将回路中的求和点、分支点等效移出回路，避免求和点与分支点交换位置。(e)H1(s)C(s)R(s)--G4(s)H1(s)H2(s)G1(s)G

2、2(s)G3(s)1/G3(s)1/G3(s)C(s)R(s)-G4(s)H1(s)/G3(s)H2(s)G1(s)G2(s)G3(s)/[1+G2(s)H1(s)]题2-17解图控制系统简化方框图；P37(p73)2-21试绘制与题2-21图中系统方框图对应的信号流图，并用梅森增益公式求传递函数C(s)/R(s)和误差传递函数E(s)/R(s)H2(s)E(s)(a)C(s)R(s)--G4(s)H1(s)G1(s)G2(s)G3(s)题2-21图系统方框图注：P21(2)依据系统方框图绘制信号流

3、图首先确定信号流图中应画出的信号节点，再根据方框图表明的信号流向，用支路及相应的传输连接信号节点。步骤如下，(a)系统的输入为源点，输出为阱点；(b)-12-在方框图的主前向通路上选取信号节点，即相加点后的信号和有分支点的信号，两信号是同一个信号时只作为一个节点；(c)其它通路上，仅反馈结构求和点后的信号选作节点；(d)最后，依据信号关系，用支路连接这些节点。解：图(a)信号流图如题2-21解图(a)所示。E(s)C(s)R(s)G1G2G3G4-H1-H2-H1H2题2-21解图系统信号流图计算C

4、(s)/R(s)和E(s)/R(s)过程中，关于回路和特征式的计算是完全相同，可统一计算。回路，，；特征式。计算C(s)/R(s)：前向通路，；特征子式，；；计算E(s)/R(s)：前向通路；；特征子式，；；P38(p73)2-22试用梅森增益公式求题2-22图中各系统信号流图的传递函数。R(s)C(s)G1G2G3G4G5G6G7G8-H1-H2-H3-H4-H5(b)题2-22图系统信号流图解：(b)，，，；，，，，，，，，；；，，；；-12-第3章线性系统的时域分析本章重点：线性系统的时域指标

5、；掌握闭环极点与动态响应的关系。时域指标、和；特征参数和。P49线性定常系统的重要特性线性定常系统对输入信号导数的响应，等于系统对该信号响应的导数；或者，系统对输入信号积分的响应，等于系统对该信号响应的积分。P57(p134)3-4已知二阶系统的单位阶跃响应为，试求系统的超调量、峰值时间和调节时间。解：方法一，先计算闭环传递函数，再计算和；；即得，；，；；秒；秒,；秒,。方法二，直接根据典型二阶系统单位阶跃响应计算和；，，，，；P62(p136)3-16知单位反馈系统的开环传递函数如下，试求静态位置

6、误差系数，静态速度误差系数，静态加速度误差系数(1)；｛｝(2)；｛｝(3)。｛｝解：(1)；；；(2)；；；(3)；；；-12-P62(p136)3-17设单位反馈系统的开环传递函数为。试用稳态误差级数法求出，当输入信号分别为和时，系统的稳态误差。解：；，，；(解题基本步骤参阅P563.6.4)：，，，；；时，有两种解法；(1)稳态误差级数法：，，；；，式中，。*(2)据计算（频率响应）：，；，式中，；P563.6.4稳态误差级数和动态误差系数(足够大)要了解稳态误差随时间变化的情况，需使用稳态误

7、差级数。计算稳态误差级数的基本步骤：(1)正确计算误差传递函数、；(2)计算输入信号的各阶导数，；，；计算扰动信号的各阶导数，；，；(3)依据用长除法计算动态误差系数，；依据用长除法计算动态误差系数，；(4)计算稳态误差。P523.4.2闭环主导极点高阶系统能够用不具有零点的二阶系统近似的条件：有一对距离(记为)虚轴最近的共轭复数极点，且附近无闭环零点，其余的零点和极点远离()虚轴或零极点几乎相消。高阶系统可以近似为：，，；。易知，系统的时域性能指标可以用典型二阶系统的计算公式近似计算。第4章根轨迹

8、法研究系统参数变化对闭环系统特性的影响，参数变化的作用，体现在对闭环极点的影响上。要点：绘制180°根轨迹图-12-P76(p167)p1p20p3p4ImRe题4-8解图根轨迹图4-8设负反馈系统的开环传递函数，试概略绘制该系统的根轨迹图。解：*，，；；*渐近线，，；*实轴上的根轨迹，；*与实轴的交点和重根点，，；，；*起始角，；*与虚轴的交点，Re：，Im：；，。系统的根轨迹图如题4-8解图所示。P70规则5：根轨迹与实轴的交点(闭环系统的重极点、分离点)，满足方