自动控制原理习题

自动控制原理练习学习问题1有水位调节装置，如图所示。分析其控制原理，指出是开环控制系统的闭环控制系统吗？请说控制、输入和干扰的数量。绘制系统打印。2生产机械恒速控制系统原理如图所示。除了系统中的速度反馈外，还设置了电流的正向反馈，以补偿负荷变化的影响。显示每个点信号的符号并绘制方块图。3图标是温度控制系统的原理图。表示系统的输入量和控制量，并绘制系统方块图。4.自动驾驶仪的控制系统将汽车的速度限制在允许的范围内。绘制描述此反馈系统的打印框打印。5.双输入控制系统的典型例子是冷热双阀家用洗澡机。目标是同时调节水温和流量，画出这个闭环系统的方块，你想让别人提供开环控制洗澡机吗？开环控制系统和闭环控制系统的优点和缺点是什么？反馈控制系统的动态特性类型是什么？生产流程希望具有哪些动态流程特性？学习问题21单独编写表示每个手动网络的传递函数。练习题1度寻找二角机械运动系统的传递函数。(1)图a中的=？(2)图b=？(3)获取图c=？练习题2度3分别写入每个活动网络的传递函数U2(s)/U1(s)。练习题3度图中显示了4交流伺服电动机的原理线和转矩-速度特性曲线。在图中，u表示控制电压。t是马达的输出扭矩。n是马达的扭矩。t和n，u在图形中是非线性的。在平衡状态附近设定的扭矩和速度、控制电压关系方程式为Kn，KC是与平衡状态相关的值，可以从转矩-速度特性曲线中获得。请输入j作为马达折叠的总惯性矩，输入f作为粘性摩擦系数，省略其他负载力矩，输入AC伺服马达的方程式作为AC伺服马达的传递函数，角度和旋转速度为n。练习题4度5旋转速度控制系统，输入量为电压v，输出量为负载的旋转速度w，绘制系统结构图和输入输出之间的数学表示。练习题5度6为了寻找闭环传递函数，已知存在由以下方程组成的系统：7系统的微分方程如下：其中K0、K1、K2、t都是正常数。建立系统图表并寻找传递函数C(s)/R(s)、C(s)/N1(s)和C(s)/N2(s)。简化8图的系统结构，找到传递函数C(s)/R(s)。练习题8度使用9 mason公式解决练习题8图中所示系统的传递函数C(s)/R(s)。10练习10考虑图中所示的原理图，试验C(s)/R(s)。练习题10度请写表达式，系统在输入R(s)和扰动N(s)的同时输出C(s)，如11练习11中所示。练习题11度12将系统结构转换为信号流程图，并找到C(s)/R(s)。练习题12度13系统的信号流程图像练习问题13图一样查找C(s)/R(s)。练习题13度14练习14图是模拟调节器的电路图。(a)建立输入ur和输出UC之间的微分方程。(b)建立调节器的结构图；(c)查找闭环传递函数Uc(s)/Ur(s)。练习题14度练习17图中显示了15弹簧的力-位移特性曲线。如果仅有小扰动，则工作点为如果X0=-1.2，0，2.5，则尝试计算工作点附近弹簧的弹性系数。练习题15度16找出练习问题16图中所示结构图的传递函数C(s)/R(s)。练习题16插图提示；17如练习17所示，已知系统原理图包括传递函数C1(s)/R1(s)、C2(s)/R1(s)、C1(s)/R2(s)、C2(s)/RR练习题17插图提示；18放大器可以有死区，运动特性曲线见练习18图。在近似线性工作区中，放大器的输入-输出特性可以近似地描述为三次函数y=ax3。如果工作点x=0.6，则选择适合a的值，并确定放大器的线性近似模型。练习题18度学习问题3一单位反馈系统的开环传递函数如下系统的单位阶跃响应和动态性能指标%，ts，tp输入是单位脉冲函数时的系统输出响应。2控制系统闭环传递功能设置在s平面中绘制可能具有满足以下要求的系统特征表达式根的区域：(a) 1 z 0.707，wn2(b) 0.5 z 0，4wn2(c)0.707z 0.5，wn2三单元反馈系统的开环传递函数如下g k(s)=N2/s(s 2n)已知系统的r(t)=1(1)，错误时间函数为E(t)=1.4e-1.7t-0.4-3.74t寻找系统的阻尼比、自然振荡角消耗率n、系统的闭环传递函数和系统的温度状态误差。4已知二次系统的闭环传递函数如下确定以下参数的闭环极点，并找出系统的单位阶跃响应曲线及其性能指标：(a)z=2，wn=5；(b)z=1.2，wn=5；艉(c) z 1.5时，指示是否可以忽略远离原点的极和原因。5单位反馈系统的开环传递函数如下查找基于(a)单位步长输入信号r(t)=1(t)的错误函数e (t)。(b)能使用拉普拉斯变换的宗值定理找出系统的稳态误差吗？6单位反馈系统的开环传递函数如下(a)当K=1时，在r(t)=1(t)中查找系统的正常状态错误。(b) r(t)=1(t)时，为正常状态错误ess=0.6尝试k值。7已知单位反馈系统闭环传递函数如下(a)在单位坡度中输入时，确定参数B0、B1必须满足的条件，从而使稳态误差为零。(b)在结果参数B0，B1中获得单位抛物线输入时系统的稳态误差。8系统结构图显示在练习8图中。(a) r(t)=t，n(t)=t时查找系统的总正常状态错误。(b) r(t)=1(t)，n(t)=0时尝试sp，TP。练习题8度9单位反馈控制系统的开环传递函数如下：输入信号r (t)=1 2 t 2时查找系统的正常状态错误。10具有闭环系统的特征方程如下，使用laus准则确定系统的稳定性，并描述特征根在复合平面中的分布情况。S3 20s2 4s 50=0S4 2s3 6s2 8s=0S6 3s5 9s4 18s3 22s2 12s 12=011控制系统如图3-47所示。其中，控制器使用增益为Kp的比例控制器(即Gc(s)=Kp)测试使系统稳定的Kp值范围。量纲；量纲。练习题11度12控制系统的开环传递函数如下：想确定能使闭环系统稳定的参数k，t的值范围。13系统的结构和参数见练习13图。(a)输入R(s)=1/s，N(s)=0时测试系统的瞬态响应。(b) R(s)=0，N(s)=A/s时，分析干涉变更对系统的影响。练习题13度14系统的结构图显示在练习题14图中。其中系统的时间常数为t1=10秒和t2=50秒，K=3。R(s)从1/s变为2/s，N(s)=1/s时，获取系统的瞬态响应并检查系统的正常状态错误ess。其中E(s)=R(s)-C(s)。练习题14度15已知的系统结构图显示在练习15图中。(a) k=3，r (t)=t的正常状态错误ess(b)如果你想要ess 练习题15度16系统的结构图见练习题16图。其中e=r-c，k，T1，T2都大于0。(a) b=1时，系统是什么类型？如果(b) r(t)是单位阶跃函数，请选择b使系统的稳态误差为零。练习题16度17系统结构图显示在练习题17图中。其中e=r-c，K1，t都大于0。(a)当K2=0时，系统是什么类型？如果(b) r(t)是单位斜坡函数，请选择K2使系统的稳态误差为零。练习题17度18单位反馈系统的开环传递函数如下：闭环特性表达式根的实际部分小于-1时，k应在什么范围内？如果所有要求都小于-2，会发生什么情况？19系统的闭环传递函数如下试验分析了0-3和极-8对超调、调节时间等系统瞬态性能的影响。20闭环系统的结构图见练习问题20图。其中t分别为0，0.05，0.1和0.5。(a)单独计算系统的单位阶跃响应，并绘制相应的响应曲线。在此基础上，求出了系统的超额调节、上升时间和调整时间。(b)讨论了t对系统响应的影响，比较了开环0-1/t和闭环极点的位置关系。练习题20度21闭环系统的结构图见练习21图。其中t分别为0，0.5，2和5。(a)单独计算系统的单位阶跃响应，并绘制相应的响应曲线。在此基础上，求出了系统的超额调节、上升时间和调整时间。(b)讨论了t对系统响应的影响，比较了开环极点-1/t和闭环极点的位置关系。练习题21度22闭环系统的结构图如练习22图所示，控制器的零点是可变的。(a)在分别计算a=0和a 0时，系统对步长输入的稳态误差；(b)如果a=0、10和100为3，则绘制系统对步长干涉的响应曲线，然后根据比较从a的3个值中选择最佳值。练习题22度23电枢控制直流电动机的原理图见练习23图。(a)对灯输入r(t)=t的系统稳态误差进行试验计算。其中Km=10、Kb=0.05、K是待定参数。如果正常状态错误应等于1，则尝试确定k的值。(b) 0=0绘制系统找到系统频率特性。2已知单位反馈系统的开环