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文档简介
ST,1-4如图所示为一水位控制系统。试分析该系统的工作原理，画出系统的方块图，并说明被控对象，给定值，被控量和扰动量分别是什么？控制器和执行器是什么？,解：工作原理：该水位控制系统中被控对象水柜中的水经出水阀从出水管道流出，补给水Q1不断地从进水管道流入。浮子、电位计、电动机和控制阀等组成了一个简单的水位控制器。当流出水量Q2大于流入水量Q1时，水位下降，则浮子下降，带动滑动电位计使其上移，使电动机的电位上升，电动机转速增加，带动控制阀动作使其开大，从而进水量增加，直到进水量Q1重新等于出水量Q2，水位稳定不变。若Q2小于Q1，则动作相反。系统方块图：,被控对象：水箱；给定值：设定的水位或者相对应的电位计电位；被控量：水位；扰动量：出水流量Q2；控制器：电位计；执行器：电动机和控制器。,已知,，求,2-9求图中所示系统方块图的传递函数。,解：原图可可等效为,削去中间变量，得到该图的传递函数为：,5-5已知二阶系统如下图所示，为使系统的最大超调量为5%，过渡过程时间为4s，试确定其及的值。解：该系统的闭环传递函数为：由题可知该系统为欠阻尼状态，则,解得,5-9试用劳斯判据确定使下图所示系统稳定的K值范围。解：系统的闭环传递函数为：闭环特征方程式为：s3+3s2+2s+K=0则对应的劳斯表如下：,s312s23Ks1(6-K)/3s0K为了使系统稳定第一列元素必须均大于0，得(6-K)/30且K0,所以K的取值范围为0K6。,5-15已知系统的方块图如下图所示，当输入r(t)=1+t,扰动f(t)=1(t)时，试求此系统的总静差。解：1、输入r(t)静态误差，令f(t)=0,系统开环函数为,利用误差通用公式计算：算出e1=0.12、扰动信号下的静态误差，令r(t)=0，闭环传递函数为,扰动F(s)=1/s又因为系统为单位反馈，所以总静差为,7-3已知单位反馈系统的开环传递函数为当输入为时，试求系统的稳态输出。解：系统的输出,7-6求出下图对数幅频特性图对应的传递函数（系统为最小相角系统）。,解：依据图形可知，该系统由比例环节和两个惯性环节组成，且有等式：从而可得系统的传递函数为,7-8试用奈奎斯特判据判别具有图7-63所示开环幅相频率特性的闭环系统的稳定性。如果系统不稳定，则求出闭环右根个数。（P为开环右根个数）图见课本P224。解(a)P=0,N=N+N-,Z=P-2N，闭环2个右根（不稳定）；(b)P=0，N=N+-N-=-2，Z=P-2N=4，闭环4个右根（不稳定）；(c)P=1，N=N+-N-=1/2，Z=P-2N=0，系统稳定。,7-9试判别具有图7-64开环幅相特性的闭环系统的稳定性。如系统不稳定，则求出闭环右根个数（P为开环右根个数）。图见课本P225。解(1)沿逆时针补齐3/2圆弧P=0，N=N+-N-=-1，Z=P-2N=2，闭环2个右根（不稳定）；(2)沿逆时针补齐圆弧P=2，N=N+-N-=1，
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