控制工程基礎(chǔ)習(xí)題(已改無錯字)
2023-04-25 02:38:49 本頁面
【正文】 K2B215. 下圖為一溫度控制系統(tǒng)。試分析這個系統(tǒng)的自動調(diào)溫過程并說明這個系統(tǒng)的輸出量和干擾量是什么？，其對數(shù)幅頻特性曲線的漸近線如圖所示，試求其開環(huán)傳遞函數(shù)G（s）的表達(dá)式（其中阻尼比ξ=1/2）。 dB L(ω) 20 0dB/dec 20dB/dec 0dB/dec 40dB/dec 0 ω(rad/s) 2 5 10 17. 如下圖為一機(jī)械系統(tǒng)（小車的質(zhì)量為m ，彈簧的彈性系數(shù)為K ，不計(jì)小車與地面的摩擦），若以沖擊力F(t)為輸入量，小車位移x(t)為輸出量。① 求此系統(tǒng)的傳遞函數(shù) ；② 當(dāng)F(t)為一單位脈沖函數(shù)δ(t)時，求小車的位移x(t)=？18. 某單位負(fù)反饋系統(tǒng)（設(shè)為最小相位系統(tǒng)）的開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線漸近線如下，求該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。19. 某單位負(fù)反饋系統(tǒng)（設(shè)為最小相位系統(tǒng)）的開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線漸近線如下，求該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。20. 圖113是一晶體管穩(wěn)壓電源。試將其畫成方塊圖并說明在該電源里哪些元件起著測量、放大、執(zhí)行的作用以及系統(tǒng)里的干擾量和給定量是什么。21. 圖114是電阻加熱爐溫自動控制系統(tǒng)。電阻絲電源的通斷由接觸式水銀溫度計(jì)控制。水銀溫度計(jì)的兩個觸點(diǎn)a和b接在常閉繼電器的線圈電路中，它將隨著水銀柱的升降而接通或斷開，從而控制繼電器的觸點(diǎn)K，把電阻絲的電源接通或斷開，以達(dá)到自動調(diào)溫的目的。試畫出這個系統(tǒng)的方塊圖并與15題的溫控系統(tǒng)比較，說明兩者有何區(qū)別。22. 設(shè)計(jì)一個以電壓為指令的內(nèi)燃機(jī)車速度控制系統(tǒng)，并說明系統(tǒng)的工作過程。23. 求下述函數(shù)的拉氏變換 f(t)=1/a2 (at0) f(t)=1/( a2) (at2a) f(t)=0 (t0,t2a) 并求當(dāng)a→0時F(s)的極限值。24. 試列寫右圖所示機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動方程。25. 試列寫右圖所示機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動方程。26. 列寫圖213所示系統(tǒng)的輸出電壓u2與輸入為電動機(jī)轉(zhuǎn)速間的微分方程；Ks是隔離放大器。（其中C＞＞C1。 C1＞＞C2）27. 下圖所示電路，起始處于穩(wěn)太，在t=0時刻開關(guān)斷開。試求電感L兩端電壓對t的函數(shù)關(guān)系，并畫出大致圖形和用初值定理和終值定理演算。28. 試列寫右圖所示發(fā)電機(jī)的電樞電壓與激磁電壓間的微分方程。（忽略發(fā)電機(jī)電感）。29. 試畫出以電機(jī)轉(zhuǎn)速為輸出，以干擾力矩為輸入的電動機(jī)結(jié)構(gòu)圖，并求其傳遞函數(shù)。第五部分：穩(wěn)定性分析題，確定下圖所示系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2. 利用勞斯穩(wěn)定判據(jù)，確定下圖所示系統(tǒng)的穩(wěn)定性。試應(yīng)用勞斯穩(wěn)定判據(jù)分析該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4. 已知高階系統(tǒng)的特征方程為 s6+2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0 試求特征根。(S)=S3+dS2+(d+3)S+7=0的系統(tǒng)穩(wěn)定，求ｄ的取值范圍。(S)=請應(yīng)用對數(shù)穩(wěn)定判據(jù)分析當(dāng)K增加時，此系統(tǒng)穩(wěn)定性如何變化。7. 某系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下圖所示，求該系統(tǒng)穩(wěn)定時K的取值范圍。8. 已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為試求當(dāng)Ｋ為多少時，閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。9. 設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=(as+1)/s2，試確定使相位裕量γ=+450時的a值（a0）。第六部分：結(jié)構(gòu)圖簡化題：，求出C(S)=?：4. 基于方框圖簡化法則，求取系統(tǒng)傳遞函數(shù)φ（s）=XO（s）/Xi（s）。G1(s)G2(s)G3(s)H(s)Xi（s）XO（s）+———++(s)。6. 求下圖的輸出信號C(s)。7. 試求下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(s)/R(s)。8. 試求下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(s)/R(s)。9. 試求下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(s)/R(s)。10. 試求下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(s)/R(s)。11. 試求下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(s)/R(s)。12. 簡化下列方塊圖求其傳遞函數(shù) 。13. 簡化下列方塊圖求其傳遞函數(shù) 。第七部分：時域分析題1. 已知系統(tǒng)的輸出與輸入信號之間的關(guān)系用下式描述：c(t)=5r(t3),試求在單位階躍函數(shù)作用下系統(tǒng)的輸出特性。，r(t)=1(t)為單位階躍函數(shù)，試求：① 系統(tǒng)的阻尼比ζ和無阻尼自然頻率ωn??；② 動態(tài)性能指標(biāo)：超調(diào)量MP和調(diào)節(jié)時間tS(δ＝５)3. 下圖所示為飛行器控制系統(tǒng)方塊圖。已知參數(shù)：KA=16,q=4及KK=4。試求?。? （1）該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(s)/R(s)。 （2）該系統(tǒng)的阻尼比ξ及無阻尼自振頻率ωn （3）反應(yīng)單位階躍函數(shù)過渡過程的超調(diào)量、峰值時間及過渡過程時間。4. 下圖為仿型機(jī)床位置隨動系統(tǒng)方塊圖。試求該系統(tǒng)的： （1）阻尼比ξ及無阻尼自振率ωn。 （2）反應(yīng)單位階躍函數(shù)過渡過程的超調(diào)量σ、峰值時間tp、過渡過程時間ts及振蕩次數(shù)N。5. 試求取圖318所示控制系統(tǒng)當(dāng)K=10秒1及TM=： （1）阻尼比ξ及無阻尼自振率ωn。 （2）反應(yīng)單位階躍函數(shù)過渡過程的超調(diào)量σ%及峰值時間tp。6. 設(shè)系統(tǒng)如下圖 (a)所示。為了改善系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性，可以采用速度反饋。下圖 (b)表示了這種速度反饋系統(tǒng)。，試確定KH值。作出原系統(tǒng)和具有速度反饋系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。7. 設(shè)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為c(t)=5()，求系統(tǒng)的過渡過程時間。8. 下圖系統(tǒng)的方塊圖。試求： (1) 各系統(tǒng)的阻尼比ξ及無阻尼自振頻率ωn。 (2) 各系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線及超調(diào)量、上升時間、峰值時間和過渡過程時間，并進(jìn)行比較，說明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)是如何影響過渡過程品質(zhì)指標(biāo)的？
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