控制工程基础习题

第一章作业,作业：p14，1-1，1-5补充：1,1-1下图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c维持不变，试说明系统工作原理并画出系统方块图。,1-5下图是电炉温度控制系统原理示意图。试分析系统保持电炉温度恒定的工作过程，指出系统的被控对象、被控量以及各部件的作用，最后画出系统方块图。,1：试求图中以电枢电压ua为输入量，以电动机转角为输出量的微分方程形式和传递函数。,第二章作业,作业：p81，2-5，2-7，2-8,p82，2-11（a）（b）（c），2-12（a）,p82，2-15（b）（c）,补充：1、2、3、4,2-5设弹簧特性由下式描述：F=12.65，其中，F是弹簧力；y是变形位移。若弹簧在形变位移0.25附近作微小变化，试推导的线性化方程。2-7设系统传递函数为：且初始条件。试求阶跃输入r（t）=1（t）时，系统的输出响应c（t）。,2-8如图，已知G(s)和H(s)两方框相对应的微分方程分别是：且初始条件均为零，试求传递函数C(s)/R(s)及E(s)/R(s)。,2-11已知控制系统结构图如图所示。试通过结构图等效变换求系统传递函数C(s)/R(s)。,2-15试用梅森增益公式求图中各系统信号流图的传递函数C(s)/R(s)。,1、系统动态特性由下列微分方程描述，列写其相应的状态空间表达式。,2、已知系统的传递函数：列写其相应的状态空间表达式。,3、写如下传递函数的状态空间表达式的约当标准型：,4、系统状态空间表达式为：,1）画出系统的模拟结构图。2）求系统的传递函数。,第三章作业,P135：3-1（选作），3-2,3-3（2）,3-4，3-7,P137：3-15(2),3-16(2)补充：1、2、3,3-1设某高阶系统可用下列一阶微分方程近似描述：其中。试证明系统的动态性能指标为,3-3已知系统的脉冲响应，试求系统闭环传递函数,3-4设二阶系统的单位阶跃响应为,试求系统的超调量、峰值时间和调节时间。,3-7如图是简化的飞行控制系统结构图，试选择参数和，使系统的，,3-15（2）已知单位反馈系统的开环传递函数，试求输入分别为r(t)=2t和时，系统的稳态误差。3-16（2）已知单位反馈系统的开环传递函数，试求位置误差系数，速度误差系数加速度误差系数。,1：下列矩阵是否满足状态转移矩阵的条件如果满足，试求与之对应的A阵。,2：用拉氏反变换法求eAt。,3：求下列状态空间表达式的解,输入u(t)是单位阶跃。,第四章作业,3-12（1）（2）3-14补充：1,3-12已知系统特征方程如下，试求系统在s右半平面的根数及虚根数。（1）（2）,1：判断下列系统在原点处的稳定性,第五章作业,4-1、4-4（2）4-5（1）、4-11（2）4-15,4-1设单位反馈控制系统的开环传递函数为：试用解析法绘出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：(-2+j0),(0+j1),(-3+j2)4-4设单位反馈控制系统开环传递函数如下，试概略绘出相应的闭环根轨迹图（要求确定分离点坐标d）（2）,4-5设单位反馈控制系统开环传递函数如下，试概略绘出相应的闭环根轨迹图（要求画出起始角）：（1）4-11设系统开环传递函数如下，试画出b从零到无穷时的根轨迹图：（2）,4-15设系统如图，试作闭环系统根轨迹，并分析K值变化对系统在阶跃扰动作用下响应c(t)的影响。,第六章作业,5-9（1）（2）5-10（a）（b）5-17,5-9绘制下列传递函数的对数幅频渐近特性曲线：,5-10已知最小相位系统的对数幅频渐近特性曲线如下图所示，试确定系统的开环传递函数。,5-17对于典型二阶系统，已知参数，试确定截止频率