电气工程学概论 林孔元主编 第九章部分习题解答.doc

电气工程学概论第九章部分习题解答9.1 一个反馈控制系统如图示。检测环节F是一个由电位计构成的位移传感器，其增益为F=0.25V/cm。试求：(1) 理想情况下(G0 )系统的闭环增益及输入电压ux = 3V时的输出位移。(2) 当系统的开环增益G0 =1000 cm/V时，系统的闭环增益及输入电压ux = 3V时的输出位移。uxyG0F-+(3) 给出系统的静态误差解：(1) G0 ，ux = 3V时的输出位移(2）, ux = 3V时的输出位移 (3) 系统静态误差 9.4 某控制系统的开环增益；反馈环节增益。试求: 绘出的波特图并标明的位置； 绘出|H|的波特图; (3)系统的高端截止频率1 1010211090.910350解： ；(3) 。9.7 某控制系统的驱动环节、被控对象、反馈环节的传递函数分别为：、和0.4，控制器采用比例策略，即C(s)=k。(1)写出该系统的闭环传递函数；(2)试确定k值，使系统的静态误差小于0.01。解：(1)(2) 静态误差=1/GF 根据要求存在：， 所以， k59.8 一个压力控制系统如图示。已知控制器的增益GC =1000；控制对象（泵）的响应带宽为Bw =100 rad/s。试求： 计算系统的闭环传递函数、环路增益以及它们的带宽；yuxuF压力传感器功率放大器控制器控制对象-泵GC20+_题8图0.01mV/Pa 绘出系统开环增益，1/F，以及闭环增益的波特图。解： 开环传函 闭环传函 1H11010 BW=500 rad/s 环路增益 开环增益 ， ；G(s)+_F(s)9.9 设控制系统的信号流图如图所示。试用波特图法判断如下控制系统的稳定性，并估计稳定系统的稳定裕度。110-20dB0dB-40dB100110-450-900.1-135-180（1）解：GM=80dBPM=90（）系统稳定11020dB0dB40dB0.1110-450-90100-135-180-270-225PMGM（2）解：GM = -20dBPM = -45（）系统不稳定9.10 两个系统均稳定(a) GM = 3.5dB PM = 45(b) GM =2.5dB PM =309.13 某控制系统的开环增益；反馈环节增益。试给出该系统的稳定裕度及稳定性评价。0.111101050500151050050解： ， ， 画波特图：w = 500rad/s时，jGF =180w = 10rad/s时，|GF| =19.14 控制系统由比例控制器k、满足图示幅频特性的控制对象和单位反馈环节构成。求:550(1) 闭环出递函数(2) 确定k，使闭环系统的带宽展宽至100kHz(3) 满足(2)要求的时间常数解：控制对象传递函数：，所以(1) 闭环传递函数(2) fc =20（1+50k）=100 k = 0.08 或 1000 k =100 k =0.1(3) 9.15 比例补偿器的比例值kB不能超过多大，才能确保系统稳定。解：根据已知条件可知：现有系统的GM=20dB。由于比