自动控制原理及其应用(第二版黄坚)课后习题答案ppt课件

第二章练习课(2-1a)，2-1(a)尝试建立图中所示电路的动态微分方程。输入量为ui，输出量为uo。UI=u1uo，u1=i1r1，i1=I2-IC，第2章练习类(2-1b)，2-1(b)尝试建立图中所示电路的动态微分方程。i1=iL ic，输入量为ui，输出量为uo。ui=u1 uo，u1=i1R1，练习第1课(2-2)，求下列函数的拉普拉斯变换。(1)f(t)=sin 4 cast，解决方案： u lsinwt=，w，w2s2，s，w2s2，lsin 4 cast=，4，s216，s，s216，=，s4，s216，l coswt=，(2) f (t)=t3e4t，(3) f (t)=tnet，(4) f (t)=(t-1) 2e2t，2-3-1拉普拉斯变换函数。F(s)=，s 1，(s 1)(s 3)，解：a1=(s 2)，s 1，(s 1) (s 3)，s=-2，=-1，(s 1) (s 3)，a2=(s 3)，s 1，s=-3，=2，f (t)=2e-3t-e-2t，2-3-2函数的拉普拉斯变换。=-2e-2t-te-t2e-t，=(2-t) e-t-2e-2t，f(s)=2 S2-5 S1，s (s2 1)，2-3-3函数拉普拉斯变换。解：f (s) (S2 1)，s=j，=a1sa2，s=j，a1=1，a2=-5，a3=f (s) s=1，s=0，8756；f (t)=1cost-5sint，f(s)=1，s，S2 1，s，-5，S2 1，2-3-4拉普拉斯变换函数。(2-4-1)，找到下面的微分方程。A1=1，A2=5，A3=-4，(2-4-2)，求下列微分方程。初始条件：解：2-5-a试画出图2-1所示电路的动态结构图，并求出传递函数。解：ui=R1i1 uo，I2=ICI1，用户界面(S)=R1I1 (S) UO (S)，I2 (S)=集成电路(S) I1 (S)，集成电路(S)=CSUC (S)，用户界面(S)-UO (S) CS=集成电路(S)，2-5-B试画出图2-1所示电路的动态结构图并求出传递函数。解决方案：UI=r1i1uc，UC=uoul，i1=ilic，UI (s)=r1i1 (s) UC (s)，UC (s)=uo (s) ul (s)，ul (s)=slil (s)，i1 (s)=il (s) IC (s)， IC (s)=csuc (s)，il (s)=i1 (s)-IC (s)。解决方案：电路相当于：2-6-a有源电力网络，由运算放大器组成，如图所示。试着用复阻抗法来写。由运算放大器组成的2-6-b有源电网，如力所示，尝试用复阻抗法写出它们的传递函数。T、K、(t)、2-8都具有零初始条件的系统。图中显示了系统的输入和输出曲线，并计算了G(s)。C(s)=G(S)，第2章练习类(2-8)，解：2-9如果在零初始条件下，当施加单位阶跃输入时，系统的输出响应是已知的，则计算系统的传递函数和脉冲响应。r(t)=I(t)，解：G(S)=C(s)/R(s)，脉冲响应：第2章练习类(2-9)，2-10个已知系统的微分方程的拉普拉斯变换，试画出系统的动态结构图并求出传递函数。解决方案：X1 (S)=R (S)G1(S)-G1(S)G7(S)-G8(S)，C (S)，X2 (S)=G2 (S) X1 (S)-G6 (S) X3 (S)，X3 (S)=G3 (S) X2 (S)-C (S) G5 (S)，C (S)=G4 (S) X3 (S)，-，-，-，-，C (S)，-，R(S)，X1(S)=解：2-11(a)，求出系统的传递函数，G1 G3，第二章习题课(2-11a)，2-11(a)，求出系统的传递函数，解：L1，L1=-g2h1，L2，L2=-g1g h1，P1=g1g2，p2=g3g2， 1=1， 2=1，=1g 2 H2，第二章习题课(2-11a)，解：2-11 L1，L1=-g1g2h，L1=-g1g4h，L2，P1=g1g2，1=1，p2=g3g2，=1g 4 g2g 1g 1 g2h，2=1g 1 g4h，第2章练习类(2-11b)，2-11c找到系统的闭环传递函数。 在第2章(2-11c)和2-11d中，得到了系统的闭环传递函数。解： (1)、(2)，L1，L1=-g2h，P1=G1，1=1，p2=G2，2=1，第2章练习类(2-11d)，2-11e求系统的闭环传递函数。解：(1)，第二章习题课(2-11e)，L1，L2，L3，l4，L2=g1g4，L3=-g2g3，l4=g2g4，(2)，L1=-g1g3，P1=G1，1=1，p2=G2，2=1，2-11f找出系统的闭环传递函数。第二章练习课(2-11f)，解决方案： (1)、(2)，L1，L1=-G1G2，L2，L2=G2，P1=G1，1=1-G2，=1G1G 2-G2，2-12 (A)，解决方案：解决方案：解决方案C (S)，解决方案R (S)，解决方案C (S)，解决方案D (S)=0，解决方案R (S)=0。结构图被转换成：1-G1H1，第2章练习类(2-12a)，2-12(b)，查找：d (s)，c (s)，r (s)，c (s)，解：d (s)=0，_，_，c (s)，r (s)=0，结构图被转换成：系统的传递函数3360，第2章练习类(2-12b)，2-13(a)， p2=g1g2g3，1=1，2=1，e (s)，结构图被转换成系统的传递函数： 第二章练习类(2-13a)，E(s)，第二章练习类(2-14)，X(s)，2-14，查找：求解：D(s)=0，结构图转换为，(G1 G2)，(G3 G4)，第二章练习类(2-14)，E(s)，X(s)，查找：2-14，求解：D(s)=0，结构图转换为，G3 (g1g2)，c (s)，查找： 第二章习题课(2-15)，C2(s)，解：2-14，解：结构图转换成，第二章习题课(2-15)，解：结构图转换成，第二章习题课(2-15)，Seek，2-15，第二章习题课(2-15)，解3360，L1=G1G2，L3=-G4 L2=-g1g4g5h1h2，P1=g4g5g6，=1-g1g 1g 5 h1h2 G4-g1g 2g 4， 1=1-g1g2，第2章练习课(2-15)，解决方案，2-15，解决方案：L1=g1g2，L3=-G4，L2=-g1g4g5h1h2，=1-g1g 1g 4 G5 h1 H2 G4-g1g 2 G4， 1=1，P1=-g1g 3 G4 G5 h1，第2章练习课(1-g1g 4 G5 h1) 3-1设置温度计，在一分钟内显示98%的响应值，假设温度计是一阶系统，并计算时间常数t。如果温度计放在浴缸中，浴缸温度以10oC/min的速度线性变化，并计算温度计的误差。 第三章，习题课(3-1)，解是：c(t)=c(98%)，t=4t=1 min，r (t)=10t，e (t)=r (t)-c (t)，=10t，=2.5，t=0.25，3-2回路如图所示。假设系统的初始状态是领导者。在第三章练习课(3-2)中，解是：并计算了当uc(t1)=8时系统的单位阶跃响应和t1值。R0=20k，R1=200k，c=2.5 f，t=r1c=0.5，k=R1/r0=10，t=0.8，t1=0.8，=4，(2)求出t1时刻系统的单位脉冲响应、单位斜坡响应和单位抛物线响应。第三章练习课(3-2)，解：UC (t)=k (t-tete-t/t)，=4，r (s)=1，=1.2，3-3，已知单元负反馈系统。第3章练习课(3-4)，解：=0.5，=16%，3-6个已知系统的单位阶跃响应：(1)计算系统的闭环传递函数。(2)求出系统的阻尼比和无阻尼振荡频率。第三章练习课(3-6)，解：=1.43，3-7设置二阶系统的单位阶跃响应曲线如图所示，系统为单位反馈，并求出系统的传递函数。解：第3章练习类(3-7)，=0.35，3-8已知单元负反馈系统开环传递函数，求出系统k，t值满足动态指标：%30%，ts0.3(5%)。第三章习题课(3-8)求解了：t 0.05， 0.35，k 40.9，3-11个已知的闭环系统特征方程，并试图用routh准则判断系统的稳定性。(1)S3 20 S2 9100=0，解：劳斯表如下：s1，s0，S3，S2，19，20100，4，100，系统稳定。(3) S4 8 S3 18 S2 16S 5=0，1185，S4，S3 816，劳斯表如下：S2，165，s1，s0，5，系统稳定。3-12已知单元负反馈系统的开环传递函数，试图确定系统稳定时的K值范围。第三章习题课(3-12)，解答：0.5s41.5第三章练习课(3-14)，解：S3，S2，110，S1，B31，S0，10，0，R(t)=1(t)2T 2，3-16单元反馈系统的已知开环传递函数，试着找出Kp，Kv和KA。找到稳态误差源。第三章习题课(3-16)，解答：Kp=20，=0，ess2=，Ka=0，ess3=，Ess=，nu=1，ka=0，ess3=，ess=，KP=，ess1=0，nu=2，KP=，ess1=0，ess2=0，ka=1，ess3=2，ess=2，3-17第3章练习课(3-17)，解答：单位步长输入：确定K1和值。%=20% ts=1.8 (5%)，=0.45，=3.7，=13.7，=0.24，(2)找出系统的稳态误差：解：=1，KP=，ess1=0，=0.24，ka=0，ess3=，第3章练习课(3-17)，3-18已知的系统结构如图所示。为了使=0.7时单位斜率输入的稳态误差ess等于0.25，第三章练习类(3-18)求解：以确定k和的值。=0.25，k=31.6，=0.186，3-19系统结构如图所示。在第三章，练习类(3-19)，解：r(t)=d1(t)=d2(t)=I(t)，计算r(t)下的稳态误差。(2)计算了d1(t)和d2(t)同时作用下的稳态误差。(3)计算d1(t)下的稳态误差。=0，4-1已知系统的零点和极点分布如图所示，系统的根轨迹大致绘制出来。第4章练习课(4-1)，解决方案：(1)、(2)、(3)、(4)、600、900、600、和、第4章练习课(4-1)、(5)、(6)、(7)、(8)、600、450、1350、360、1080、和、和，开环传递函数在4-2中已知。用解析法画出系统的根轨迹，并确定点(-2j0)、(0j1)、(-3j2)是否在根轨迹上。第4章练习课(4-2)，解：Kr=0，s=-1-Kr，系统的根轨迹，s=-1，-1，KR=，S=-，S=-2J0，-2，S=0J1，0J1，-3J2，S=-3J2，4-3系统的已知开环传递函数，试画根轨迹图。第4章练习课(4-3)，解：1)开环零点和极点，p1，p1=0，p2，p2=-1，p3，p3=-5，2)实轴上的根轨迹段，P1 P2，Z1，Z1=-1.5，Z2，Z2=-5.5，Z1 P3，Z2 -，3)根轨迹的渐近线，N-M=1，4)分离点和接合点，A (s) b (s)=a (s) b (s)，