【正文】 ， 0?ia )2(?i ， 01?b ， 20?b ， )(1)( ttr ? 時，試評價該二階系統(tǒng)的如下性能： ? 、 n? 、 %? 、 st 和 )(?y 。 正確 18．系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差是控制系統(tǒng)準確性的一種度量。 正確 專業(yè)好文檔 9 15．一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為?s，則其時間常數(shù)為 2。 （ 錯誤 ） 11． 0 型系統(tǒng)（其開環(huán)增益為 K）在單位階躍輸入下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為 K?11 。 正確 8．二階系統(tǒng)的階躍響應，調整時間 ts 與ζω n 近似成反比。 錯誤 5. 若二階系統(tǒng)的阻尼比大于 1，則其階躍響應 不會 出現(xiàn)超調，最佳工程常數(shù)為阻尼比等于 。 9．阻尼比ζ≤ 0 時的二階系統(tǒng)有什么特點？ ζ≤ 0 時的二階系統(tǒng)都是不穩(wěn)定的 10．已知系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為： 17 1)( 2 ??? sss? 則系統(tǒng)的 ξ、ω n 及性能指標σ％、 ts（ 5％）各是多少？ ξ＝ ω n＝ 2 σ％＝ ％ ts（ 5％）＝ （ s） 二、 判斷： 1. 線性系統(tǒng)穩(wěn)定，其 閉環(huán)極點 均應在 s 平面的 左半 平面。？ 由于一階系統(tǒng)的階躍響應沒有超調量，所有其性能指標主要是調節(jié)時間，它表征系統(tǒng)過渡過程的快慢。 峰值時間 pt 階躍響應越過穩(wěn)態(tài)值 )(?h 達到第一個峰值所需的時間。 2．什么是極點和零點？ 傳遞函數(shù)分母多項式的根被稱為系統(tǒng)的 極點 ，分子多項式的根被稱為系統(tǒng)的 零點 3. 某二階系統(tǒng)的特征根為兩個互不相等的實數(shù)，則該系統(tǒng)的單位階躍響應曲線有什么特點？ 單調上升 4．什么叫做二階系統(tǒng)的臨界阻尼？畫圖說明臨界阻尼條件下二階系統(tǒng)的輸出曲線。 第二步，對圖 （ a）中 H3（ s）和)( )(42 sGsG串聯(lián)與 H2（ s）并聯(lián)，再和串聯(lián)的 )(3sG , )(4sG 組成反饋回路，進而簡化成圖 （ b）所示結構。 將上兩式進行拉氏變換，得 Ur(s)=RI+I/(Cs) Uc(s)=I/(Cs) 由上兩式消去中間變量 I，得 (RCs+1)Uc(s)=Ur(s) 故得傳遞函數(shù)為 G(s)=Uc(s)/Ur(s)=1/(RCs+1)=1/(Ts+1) 10．簡化下圖所示系統(tǒng)的結構圖，求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù))( )()( sR sCs ??。 G(s)=N2(s)/N1(s)=Z1/Z2 式中 Zl／ Z2—— 主動齒輪齒數(shù)和從動齒輪齒數(shù)之比。 得 02B0AAAi1 xk)xxf()xx(k ???? ?? 由 A1Ai1 xk)xx(k ?? 解出012iA xkkxx ?? 代入 B 等式，得 020202i xk)xxkkxf( ??? ??? 得 ? ? i1021021 xfkxkkxkkf ?? ??? （ 專業(yè)好文檔 4 式中： k1—— 彈簧 1 的彈性系數(shù)； k2—— 彈簧 2 的彈性系數(shù)； f—— 阻尼器的阻尼系數(shù)。 11)( )( ??? TsssR sC ? 四、 如圖所示為一具有彈簧、阻尼器的機械平移系統(tǒng)。正確 14．線性化是相對某一額定工作點進行的。 正確 9．實際的物理系統(tǒng)都是線性的系統(tǒng)。正確 6．在復數(shù)平面內，一定的傳遞函數(shù)有一定的零，極點分布圖與之相對應。另一種方法就是切線法，或稱微 小偏差法。 6．微分環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)表達式各是什么？ 微分環(huán)節(jié)： ?? ssG ? 。 正確 第二章習題答案 專業(yè)好文檔 2 1．什么是數(shù)學模型？ 描述系統(tǒng)在運動過程中各變量之間相互關系的數(shù)學表達式叫做系統(tǒng)的 數(shù)學模型 。 正確 5．無靜差系統(tǒng)的特點是當被控制量與給定值不相等時，系統(tǒng)才能穩(wěn)定。在這種情況下，自動控制更加顯示出其巨大的作用 10．對于一般的控制系統(tǒng)，當給定量或擾動量突然增加某一給定值時，輸出量的暫態(tài)過程可能有幾種情況？ 單調過程 衰減振蕩過程 持續(xù)振蕩過程 發(fā)散振蕩過程 二、判斷 1．自動控制中的 基本的控制方式有 開環(huán)控制 、 閉環(huán)控制 和 復合控制 。 8． 舉例說明什么是隨動系統(tǒng)。當它與輸入信號符號相同，即反饋結果有利于加強輸入信號的作用時叫正反饋。 2．控制系統(tǒng)的基本要求有哪些？ 控制系統(tǒng)的基本要求可歸結為 穩(wěn)定性；準確性 和 快速性 。 3．什么是自動控制系統(tǒng)？ 指能夠對被控制對象的工作狀態(tài)進行自動控制的系統(tǒng)。反之，符號相反抵消輸入信號作用時叫負反饋。 這種系統(tǒng)的控制作用是時間的未知函數(shù)，即給定量的變化規(guī)律是事先不能確定的，而輸出量能夠準確、迅速的復現(xiàn)給定量 (即輸入量 )的變化，這樣的系統(tǒng)稱之為隨動系統(tǒng)。 正確 2．系統(tǒng)的動態(tài)性能指標主要有 調節(jié)時間和超調量 ，穩(wěn)態(tài)性能指標為 穩(wěn)態(tài)誤差 。 錯誤 6．對于一個閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，如果其暫態(tài)過程不穩(wěn)定，系統(tǒng)可以工作。正確 2．建立控制系統(tǒng)數(shù)學模型的主要方法哪些？ 建立控制系統(tǒng)數(shù)學模型的主要方法有解析法和實驗法。 積分環(huán)節(jié) ?? ssG 1? 7．振蕩環(huán)節(jié)包含兩種形式的儲能元件，并且所儲存的能量相互轉換，輸出量具有振蕩的性質。 正確 3．在自動控制系統(tǒng)中，用來描述系統(tǒng)內在規(guī)律的數(shù)學模型有許多不同的形式，在以單輸入、單輸出系統(tǒng)為研究目標的經(jīng)典控制理論中，常用的模型有微分方程、傳遞函數(shù)、動態(tài)結構圖、頻率特性等。正確 7． 傳遞函數(shù)是物理系統(tǒng)的數(shù)學模型，但不能反映物理系統(tǒng)的性質， 因而不同的物理系統(tǒng)不能有相同的傳遞函數(shù)。 （ 錯誤 ） 10． 某環(huán)節(jié) 的輸出量與輸入量的關系為 ?? ??tKxty ? ， K 是一個常數(shù)，則稱其為慣性環(huán)節(jié)。工作點不同，得到線性化微分方程的系數(shù)也不同。當外力作用于系統(tǒng)時，系統(tǒng)產(chǎn)生位移為 xo。 六、下 圖為一具有電阻－電感－電容的無源網(wǎng)絡，求以電壓 u 為輸入， uc為輸出的系統(tǒng)微分方程式。 九、下圖所示 RC 網(wǎng)絡，輸入為電壓 ur，輸出為電壓 uc，求其傳遞函數(shù)。 專業(yè)好文檔 6 解 這是一個多回路系統(tǒng)。 第三步，對圖 （ b）中的回路再進行串聯(lián)及反饋變換，成為如圖 （ c）所示形式。 臨界阻尼 (ζ =1)， c(t)為一無超調的單調上升曲線，如圖所示。 調節(jié)時間 st 階躍響到達并保持在 終值 )(?h 5? ％ 誤差帶內所需的最短時間； 有時也用終值的 2? ％誤差 帶 來定義調節(jié)時間。當 t＝ 3T 或 4T 時，響應值與穩(wěn)態(tài)值之間的誤差將小于 5～ 2%。 正確 2. 用勞斯表判斷連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，當它的第一列系數(shù) 全部為正數(shù) 系統(tǒng)是穩(wěn)定的。 正確 6. 某二階系統(tǒng)的特征根為兩個具有負實部的共軛復根，則該系統(tǒng)的單位階躍響應曲線表現(xiàn)為 等幅振蕩。但在設計系統(tǒng)時，阻尼比ζ通常由要求的最大超調量所決定，所以只有自然振蕩角頻率ω n 可以改變調整時間 ts。正確 12. te?2 的拉氏變換為 12?s 。 正確 16．二階系統(tǒng)阻尼比ζ越小，上升時間 tr 則越小 ； ζ越大則 tr 越大。 正確 19．對穩(wěn)定的系統(tǒng)研究穩(wěn)態(tài)誤差才有意義，所以計算穩(wěn)態(tài)誤差應 19。 1．閉環(huán)傳遞函數(shù)為 011101)( asasasa bsbs nnnn ?????? ?? ?? 特征方程 0111)( asasasasD nnnn ????? ?? ?＝ 0 ?n? 2； ?? ； 21/% ??????? e ＝ %； st （ 2%） = n??/4 =4； )(?y ＝ 2 四、某單位負反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為 )5)(2)(1( 10)( ???? ssss? 試求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，并說明該系統(tǒng)是否穩(wěn)定。 ξ＝ ω n＝ 10 σ％＝ ％ ts（ 5％）＝ （ s） 七、 系統(tǒng)的特征方程為 05432 2345 ?????? sssss 試用勞斯判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。試確定系統(tǒng) 的閉環(huán)傳遞函數(shù)。起點數(shù) n 就是根軌跡曲線的條數(shù)。 正確 7. 在開環(huán)系統(tǒng)中增加極點，可使根軌跡向 右 方向移動。 正確 第五章習題答案 專業(yè)好文檔 12 一、 判斷 2. 系統(tǒng)的頻率特性是由 )(?jG 描述的， )(?jG 稱為系統(tǒng)的幅頻特性； )( ?jG? 稱為系統(tǒng)的相頻特性。 7．對數(shù)頻率特性是將頻率特性表示在對數(shù)坐標中，對數(shù)坐標橫坐標為頻率 ?，頻率每變化 2倍，橫坐標軸上就變化一個單位長度。 正確 14．凡是在 s 左半平面上沒有極、零點的系統(tǒng)，稱為最小相位系統(tǒng)， 錯誤 15．若系統(tǒng)的開環(huán)穩(wěn)定，且在 L(?)＞ 0 的所有頻率范圍內，相頻 ?(?)＞ 1800，則其閉環(huán)狀態(tài)是穩(wěn)定的。 (a) (b) 專業(yè)好文檔 13 （ c） a：)1(10)( ?? sssG b：)1)(110( 1 0 0)( ??? sssG c))(( 1 0 0)( ??? sssG 第六章習題答案 一、判斷 1． PI 校正為相位滯后校正。 正確 5．相位超前校正裝置的傳遞函數(shù)為 TsaTssGc ??? 11)(，系數(shù) a 大于 1。 錯誤 專業(yè)好文檔 15 Winger TuivasaSheck, who scored two tries in the Kiwis39。d give every award back in a heartbeat just to get across the line this weekend, said (lack of) air up there Watch mCayman Islandsbased Webb, the head of Fifa39。s about how he felt and I would like to speak to him first to find out what his experience was. Uefa has opened disciplinary proceedings against CSKA for the racist behaviour of their fans during City39。s plaint. In a statement the Russian side added: We found no ra cist insults from fans of CSKA. Baumgartner the disappointing news: Mission aborted. The supersonic descent could happen as early as Sunda. The weather plays an important role in this mission. Starting at the ground, conditions have to be very calm winds less than 2 mph, with no precipitation or humidity and limited cloud cover. The balloon, with capsule attached, will move through the lower level of the atmosphere (the troposphere ) where our daytoday weather lives. It will climb higher than the tip of Mount Everest ( miles/ kilometers), drifting even higher than the cruising altitude of mercial airliners ( miles/ kilometers) and into the stratosphere. As he crosses the boundary layer (called the tropopause),e can expect a lot of turbulence