【正文】
量;剛性連接;) 解: 列原始方程組: )t(xi)t(xo0])t(x)t(x[f)]t(x)t(x[k offi1 ?????? ??阻尼塊:輸入: 輸出: 0)t(xk])t(x)t(x[f o2of ????? ??缸體:消去中間變量,標(biāo)準(zhǔn)化: 設(shè)阻尼塊向下位移為 xf(t) ?? ??? )t(xfk)t(xkk)t(x)kk(fi1o21o21K1 K2 f xi xo 該題關(guān)鍵在于阻尼器向下位移為 xf,缸體向下位移為 x0,那么兩者的相對(duì)位移為 xf xo b 23c 設(shè)機(jī)械系統(tǒng)如題圖 2— 3所示,其中 Xi為輸入位移, X0為輸出位移。試分別列寫(xiě)各系統(tǒng)的微分方程式。 簡(jiǎn)化 (線性彈簧;忽略彈簧、阻尼器質(zhì) 量;剛性連接;) 解: 列原始方程組: )t(xi)t(xo輸入: 輸出: )t(xk])t(x)t(x[f])t(x)t(x[ko2oioi1???????標(biāo)準(zhǔn)化: )t(xk)t(xf)t(x)kk()t(xf i1io21o ???? ??根據(jù)電路的基本定理可以得到如下的關(guān)系式: 26 求如圖所示網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù): (a) 1002?????ccri i iu u uu iR11cccduiCdtuiR??C1R1R2U0Ur ici1 i i 解:輸入: 輸出: 中間變量: rU oU 1 cci , i , i , U在零初始條件下 , 對(duì)方程組進(jìn)行拉氏變換 , 消去中間變量得: 1 2 1 21 2 1 1 2()()()orUs R R C s RGsU s R R C s R R?????傳遞函數(shù)為: 00012rrU ( s ) U ( s ) U ( s )C s [ U ( s ) U ( s ) ]RR?? ? ?? ? ? ?1 2 1 1 2 1 2 1 2( ) ( )orR R C s R R U s R R C s R U s? ? ? ?化為標(biāo)準(zhǔn)形: 根據(jù)電路的基本定理可以得到如下的關(guān)系式: (b) 1222211?????crci i iduiCdtuuiRi1 Ur U0C1R1R1C2i2i 021221()?????rocd u uiCdtuuiR解:輸入: 輸出: 中間變量: rU oU 1 2 2ci , i , i , U在零初始條件下 , 對(duì)方程組進(jìn)行拉氏變換 , 消去中間變量 ,得標(biāo)準(zhǔn)形: 傳遞函數(shù)為: 221 1 2 1 1221 1 2 1 1 1 22121orU ( s ) R C C s R C sG ( s )U ( s ) R C C s R C s R C s????? ? ?? ?? ?221 1 2 1 1 1 2221 1 2 1 12121orR C C s R C s R C s U ( s )R C C s R C s U ( s )? ? ?? ? ?(c) 21221()????rooRuuiRd u uiCdt ii1i2C1C1R1R2UrU0根據(jù)電路的基本定理可以得到如下的關(guān)系式: 解:輸入: 輸出: 中間變量: rU oU 1 2 2Ri , i , i , U1222211()?????RrRi i iuiRd u uiCdt傳遞函數(shù)為: 221 2 1 2 1221 2 1 2 1 1 12121orU ( s ) R R C s R C sG ( s )U ( s ) R R C s R C s R C s????? ? ? 在零初始條件下 , 對(duì)方程組進(jìn)行拉氏變換 , 消去中間變量 , 得標(biāo)準(zhǔn)形: ? ?? ?221 2 1 2 1 1 1221 2 1 2 12121orR R C s R C s R C s U ( s )R R C s R C s U ( s )? ? ?? ? ?2- 1試分別簡(jiǎn)化題圖 2— 12內(nèi)各系統(tǒng)的方框圖,并寫(xiě)出各 系統(tǒng)的傳遞函數(shù) C(s)/R(s)。 。 1 3 22 1 1 2 2()()()( ) 1G G GCsaR s G H G G H????1432123214433324321HGGGGHGGGHGGHGG1GGGG)s(R)s(C)b(?????第三章 作業(yè)講解 29 33 已知系統(tǒng)特征方程,用勞斯判據(jù)分析穩(wěn)定性。 ( 1)閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定,且有 2個(gè)正實(shí)部根; ( 2)閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定,且有 2個(gè)正實(shí)部根; ( 3)閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定; ( 4)閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定; 0210171462 2345 =+s+s+s+s+s)(2s01e6e231s2e1e6s31es263s121s0212345-??第一列符號(hào) 改變兩次! 注意:勞斯表要計(jì)算到 s0為止! 30 3- 4: K0時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定; 3- 5: 14/9K5/9 時(shí)系統(tǒng)閉環(huán)特征方程根的實(shí)部均小于- 1; 無(wú)論 K如何取值,該閉環(huán)特征方程根的實(shí)部不可能均小于- 2; ??????????02KTK2T0K0T- ??? ? ?0K 0T2 ≥ ????? ????2T2TK02T-或 3- 7: 39 設(shè)一單位反饋控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 )(sK)s(G??試分別求出當(dāng) K=10和 K=20時(shí)系統(tǒng)的阻尼比 ζ ,無(wú)阻尼自振頻率 ,單位階躍響應(yīng)的超調(diào)量 及峰值時(shí)間 ,并討論 K的大小對(duì)系統(tǒng)性能指標(biāo)的影響。 n? p?pt)(sK?R(s) () C(s) K)(sK)s(G1)s(G)s(??????2nn22n2 s2sK10s10sK10)s(???????????? 化為標(biāo)準(zhǔn)形式 ?解: 系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為 1,K10n ?????1t%%1 0 0e%,102ndp1pn2??????????????????????時(shí)10K ?時(shí)20K ?1t%%100e%221,2102ndp1pn2???????????????????????n p pK , % , t? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1,K10n ?????310 設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)得系統(tǒng)在零初始條件下的階躍響應(yīng)響應(yīng)曲線如題圖 310所示。試確定參數(shù) 及 。 )+s(s=)s(G nn???22? n? 0 t C(t) %%30% 21/p ????? ??????1 2????? e??? ???1t2ndp ?????????? 12n 1 ????????? 秒弧度解: 34 311 設(shè)二階系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為