自动控制原理课后习题答案

自动控制原理课后习题答案Tag内容描述：<p>1、胡寿松自动控制原理习题解答第四章 电三 刘晓峰 制作 1 4-1 设单位反馈控制系统的开环传递函数 K G(s) = s+1 试用解析法绘出 K从零变到无穷时的闭环根轨迹图，并判断下列点是否在根轨迹上： （）， （）， （） 解： 有一个极点：（ 1），没有零点。根轨迹如图中红线所示。 （）点在根轨迹上，而（）， （）点不在根轨迹上。 4-2 设单位反馈控制系统的开环传递函数 G(s) = K (3s +1) s(2s +1) 试用解析法绘出开环增益 K 从零增加到无穷时的闭环根轨迹图。 解： 系统开环传递函数为 G(s) = 3K /2(s +1/3) = K g (s +1/3) s(s +1/ 2) s(s +1。</p><p>2、自动控制原理习题详解（上册）第一章 习题解答1-2日常生活中反馈无处不在。人的眼、耳、鼻和各种感觉、触觉器官都是起反馈作用的器官。试以驾车行驶和伸手取物过程为例，说明人的眼、脑在其中所起的反馈和控制作用。答：在驾车行驶和伸手取物过程的过程中，人眼和人脑的作用分别如同控制系统中的测量反馈装置和控制器。在车辆在行驶过程中，司机需要观察道路和行人情况的变化，经大脑处理后，不断对驾驶动作进行调整，才能安全地到达目的地。同样，人在取物的过程中，需要根据观察到的人手和所取物体间相对位置的变化，调整手的动作姿势，。</p><p>3、第二部分 古典控制理论基础习题详解 一 概述第二部分 古典控制理论基础习题详解一 概述2-1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。【解】：控制系统优点缺点开环控制简单、造价低、调节速度快调节精度差、无抗多因素干扰能力闭环控制抗多因素干扰能力强、调节精度高结构较复杂、造价较高2-1-2 试列举几个日常生活中的开环和闭环控制系统的例子，并说明其工作原理。【解】：开环控制半自动、全自动洗衣机的洗衣过程。工作原理：被控制量为衣服的干净度。洗衣人先观察衣服的脏污程度，根据自己的经验，设定洗涤、漂洗时间，洗衣机按。</p><p>4、第一章 绪论1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点.解答：1开环系统(1) 优点:结构简单，成本低，工作稳定。用于系统输入信号及扰动作用能预先知道时，可得到满意的效果。(2) 缺点：不能自动调节被控量的偏差。因此系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，控制精度差。2 闭环系统优点：不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量偏离给定值，都会产生控制作用去清除此偏差，所以控制精度较高。它是一种按偏差调节的控制系统。在实际中应用广泛。缺点：主要缺点是被控量可能出现波动，严重时系统无法工作。1-2 什么叫。</p><p>5、第1章习题参考答案1-1 自动控制系统通常由哪些环节组成？它们在控制过程中担负什么功能?解:见教材P4-1-2 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。解:见教材P4-61-7 题1-7图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理并画出系统原理方框图。题1-7图 仓库大门自动开闭控制系统原理图解:当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与开门实际位置间的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起，与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，。</p><p>6、第一章 引论1-1 试描述自动控制系统基本组成，并比较开环控制系统和闭环控制系统的特点。答：自动控制系统一般都是反馈控制系统，主要由控制装置、被控部分、测量元件组成。控制装置是由具有一定职能的各种基本元件组成的，按其职能分，主要有给定元件、比较元件、校正元件和放大元件。如下图所示为自动控制系统的基本组成。开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向作用，而没有反向联系的控制过程。此时，系统构成没有传感器对输出信号的检测部分。开环控制的特点是：输出不影响输入，结构简单，通常容易实现；系统的精度与组成的。</p><p>7、第一章1.1 图1.18是液位自动控制系统原理示意图。在任意情况下，希望液面高度维持不变，试说明系统工作原理并画出系统方块图。解：系统的控制任务是保持液面高度不变。水箱是被控对象，水箱液位是被控变量。电位器用来设置期望液位高度 (通常点位器的上下位移来实现) 。当电位器电刷位于中点位置时，电动机不动，控制阀门有一定的开度，使水箱的流入水量与流出水量相等，从而使液面保持在希望高度上。一旦流出水量发生变化(相当于扰动)，例如当流出水量减小时，液面升高，浮子位置也相应升高，通过杠杆作用使电位器电刷从中点位置下移，从。</p><p>8、9-2 已知非线性系统的微分方程为(1) (2) (3) (4) 试确定系统的奇点及其类型，并概略绘制系统的相轨迹图。解 (1) 奇点。特征方程为两个特征根为平衡点为稳定节点。在奇点附近的概略相轨迹图：(2) 奇点。在平衡点的邻域内线性化，得到的线性化模型为其特征方程为两个特征根为平衡点为中心点。在奇点附近的概略相轨迹图：(3) 奇点。原方程可改写为其特征方程、特征根和类型为在奇点附近的概略相轨迹图：(4) 奇点。在平衡点的邻域内线性化，得到的线性化模型为其特征方程为两个特征根为平衡点为不稳定焦点。在奇点附近的概略相轨迹图：9-6 非。</p><p>9、1.18c SM___ 1 Q 2 Q f i * c() * c() * c 1. 4.11. 4.11. 4.1 M 220 1.19 T () ( ) 1.4.5 - 1.4.5 1.3 TR) o Tx6 ()00 ioi 1.4.51.4.5 oii TG o TX i SMTG 1.4.6 1.4 1.4.4 1.5 (a)(b)(a) 110 v(b) (a)uKSM G f i (a)110V (b)uK f iG 0 f i (b)(b)110V 2.1(a) 2 121 2 () ooi d xdxdx mfff dtdtdt () (b) 12121 () oi o dxdx f KKK K xK f dtdt (c) 121 () oi oi dxdx fKKxfK x dtdt 2.2 2 f 0 x i x 2 K 1 K 1 f 1 u 0 u 1 C 2 R 2 C 1 R x A B (a) 22 212121122 2 1212112212 1 1 2 2 1 1 1 ( )()1 1 ( )()1 1 1 o i R UsC sR R C C。</p><p>10、第二章习题及答案2-1 试建立题2-1图所示各系统的微分方程 其中外力，位移和电压为输入量；位移和电压为输出量；（弹性系数），（阻尼系数），（电阻），（电容）和（质量）均为常数。解（a）以平衡状态为基点，对质块进行受力分析（不再考虑重力影响），如图解2-1(a)所示。根据牛顿定理可写出整理得（b）如图解2-1(b)所示，取A,B两点分别进行受力分析。对A点有（1）对B点有（2）联立式（1）、（2）可得：(c) 应用复数阻抗概念可写出（3）（4）联立式（3）、（4），可解得： 微分方程为: (d) 由图解2-1（d）可写出（5。</p><p>11、第五章 线性系统的频域分析与校正习题与解答5-1 试求题5-75图(a)、(b)网络的频率特性。(a) (b)图5-75 R-C网络解 （a)依图：(b)依图： 5-2 某系统结构图如题5-76图所示，试根据频率特性的物理意义，求下列输入信号作用时，系统的稳态输出和稳态误差（1） （2） 解 系统闭环传递函数为: 图5-76 系统结构图频率特性: 幅频特性: 相频特性: 系统误差传递函数: 则 （1）当时, ，rm=1则。</p><p>12、11解：（1）机器人踢足球：开环系统 输入量：足球位置 输出量：机器人的动作（2）人的体温控制系统：闭环系统 输入量：正常的体温 输出量：经调节后的体温（3）微波炉做饭：开环系统：输入量：设定的加热时间 输出量：实际加热的时间（4）空调制冷：闭环系统 输入量：设定的温度 输出量：实际的温度12解：开环系统： 优点：结构简单，成本低廉；增益较大；对输入信号的变化响应灵敏；只要被控对象稳定，系统就能稳定工作。 缺点：控制精度低，抗扰动能力弱闭环控制 优点：控制精度高，有效抑制了被反馈包围的前向通道的扰动对系统输出量的。</p><p>13、第三章 线性系统的时域分析与校正习题及答案3-1 已知系统脉冲响应试求系统闭环传递函数。解 3-2 设某高阶系统可用下列一阶微分方程近似描述，其中，。试证系统的动态性能指标为解 设单位阶跃输入当初始条件为0时有：1) 当 时; 2) 求（即从到所需时间)当 ; 当 ; 则 3) 求 3-3 一阶系统结构图如图3-45所示。要求系统闭环增益，调节时间s，试确定参数的值。解 由结构图写出闭环系统传递函数令闭环增益， 得：令调节时间，得：。3-4 在许多化学过程中，反应槽内的温度要保持恒定， 图3-46（a）和（b）分别为开环和闭环温度控制系统结构图，两。</p><p>14、部分习题答案,2-2(a),即：,(b),(c),2-3(a),(b),2-4(a),(b),（2-2题2-4题）,（仅供参考，不对之处敬请批评指正，谢谢！）,（说明：书中有印刷错误的习题，在此无法给出答案，请谅解。28章习题答案联系人王凤如，xwfrsohu.com）,2-5(1),运动模态：,(2),(3),(1+t)e-t,2-6,2-7,2-8,2-9,2-10,零初态响应,零输入响应,总输出,（2-5题2-10题）,运动模态：,运动模态：,（2-11题2-15题）,2-11,2-12(a),(b),(b),2-13,2-14,2-15,3,2,k3,3,（2-17题2-21题）,2-17(a),(b),(c),(d),(e),(f),2-18(a),(b),2-19与2-17同 2-20与2-18同,2-21(a),(b),（2-22题）。</p><p>15、第二部分 古典控制理论基础习题详解 一 概述 第二部分 古典控制理论基础习题详解 一 概述 2 1 1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点 解 控制系统 优点 缺点 开环控制 简单 造价低 调节速度快 调节精度差 无抗。</p><p>16、1 自动控制原理 部分习题参考答案 第 1 章 1 4 有差系统 1 5 接线端 1 接地 2 与 4 相连 3 接地 5 不需连接 1 8 1 略 2 无差系统 第 2 章 2 1 a 1 1 G 222111 2 2121 2211 2 21210 sCRCRCRsCCRR sCRCRsCCRR sU sU s i b 2 1 2 21 1 21 20 11 1 G CCsCLC C Ls。</p><p>17、目录 1 自动控制系统的基本概念 1 1 内容提要 1 2 习题与解答 2 自动控制系统的数学模型 2 1 内容提要 2 2 习题与解答 3 自动控制系统的时域分析 3 1 内容提要 3 2 习颗与他答 4 根轨迹法 4 1 内容提要 4 2 习题与解答 5 频率法 5 1 内容提要 5 2 习题与解答 6 控制系统的校正及综合 6 1 内容提要 6 2 习题与解答 7 非线性系统分析 7 1 内。</p>