2机械控制工程基础第二章答案

学习问题什么是2.1线性系统？最重要的特征是什么？用微分方程表示，然后在系统中表示系统输出，表示系统输入，线性系统是什么？(1) (2)(3) (4)可以用解：线性微分方程描述的系统是线性系统。线性系统最重要的特征之一是满足叠加原理。这个问题的(2)和(3)是线性系统。在2.2度(问题2.2)中，3洞分别表示3个机械系统。寻找表示输出位移的每个微分方程，假设输出端没有负载效果。图(问题2.2)了解牛顿定律在： (1)对(a)中表示的系统也就是说(2)对于图(b)中所示的系统，引入了中间变量x以及牛顿定律移除中间变数为(3)用牛顿定律表示的系统图(c)也就是说2.3求出所示电力系统的微分方程(问题2.3)。图(问题2.3)图(a)中显示的系统(:总电流)的信息包括删除中间变量，简化以下操作：(2)图(b)所示的系统，将I设置为电流删除中间变量，简化以下操作：2.4图(问题2.4)中显示的机械系统的微分方程。在插图中，m表示输入扭矩，圆周阻尼，j表示惯性矩。解决方案：如果将系统输入设置为m(即输出)，并分别执行磁盘和质量块的动态分析，动态表达式将列出为：删除中间变量，就可以得到系统动力学方程2.5输出y(t)与输入x(t)的关系为y(t)=2x(t) 0.5(t)。(1)当工作点=0、=1、=2时，寻找适当的正常状态输出值。(2)从这些工作点创建小偏差线性化模型，并定义x和y作为工件的偏差，以创建新的线性化模型。在解决方案3360 (1)中，=0，=1，=2分别替换为y(t)=2x(t) 0.5(t)。也就是说，如果工作点=0、=1、=2，则其正常状态输出值分别为，即可从workspace页面中移除物件。(2)非线性系统的线性化方法是将工作点附近的非线性函数扩展到泰勒级数，省略父项如果有命令当工作点是时，当工作点是时，当工作点是时，2.6已知的滑动阀节流量方程式为，其中。q是通过节流流道的流量。p是节流口前后的液压热量。节流的位移。c是稀疏系数。w是节流面积拔模。油的密度。用q和p作为变量(即q作为p的函数)线性化节流流方程。解决方案：使用小偏差线性化的概念，方法是将预定工作点F(，)中的函数Q=F(，p)扩展到泰勒级数移除上层项目如果，用增量方程的形式替换常识2.7已知系统的动力学方程式如下：传递函数Y(s)/R(s)。(1)(2)(3)(4)解决方案：根据传递函数的定义查找系统的传递函数。将动态方程式的两侧从初始条件0中分别拉出来，然后转换为Y(s)/R(s)。(1)(2)(3)(4)图2.8(问题2.8)是汽车或摩托车悬架系统的简化物理模型，查找位移X为输入量，位移Y为输出量，系统的传递函数Y(s)/X(s)。2.9试验分析反馈链路H(s)=1，正向信道传递函数G(s)分别为惯性链路、差分链路、积分链路，输入，输出的闭环传递函数。解决方案：惯性、微分、积分链接的传递函数如下，闭环传递函数如下，即可从workspace页面中移除物件(1)反馈链路H(s)=1，如果正向信道传递函数G(s)是惯性链路，(2)反馈链路H(s)=1，如果正向信道传递函数G(s)是差分链路，(3)反馈链路H(s)=1，如果正向信道传递函数G(s)是积分环，2.10证明图(问题2.10)和图(问题2.3(a)中显示的系统是相似的系统(即，证明两个系统的传递函数具有相同的形式)。解决方案：对于问题2.4(a)系统，可以列出相应的方程。对于上述三种类型，请勿分别更改Laplce。初始条件为0邮报-嗯-嗯-嗯也就是说邮报(4)样式的替换(9)样式然后，通过将(4)表达式与自下而上进行比较来删除，电力供应系统的传递函数如下在这个问题中，根据力学知识引入了中间变量x。第二种类型的池转换包括除去拥有的东西比较两个系统的传递函数如下因此，这两个系统是相似的系统。图中显示了2.11齿轮传动装置(问题2.11)。在插图中，和是每个齿轮的齿数。和表示各种驱动轴的惯性矩，以及每个轴的角度位移。马达输出扭矩。请写下转换为传动轴的齿轮系统的运动方程。2.12图(问题2.12)中显示的两个系统的传递函数。图(问题2.12)解决方案：(1)图形(a)的系统可用的动力学方程式如下不要更改Laplce都有(2)将I设置为电气网络中的电流的图(b)中的系统，可用方程式如下不要更改Laplce移除中间变数为2.13直流调速系统如图(2.13)所示，对于给定输入量，电动机速度n是系统的输出量，电动机的负载转矩是系统的扰动量。每个链接的微分方程：比较环比例调节器(放大系数)晶闸管触发整流器(整流器增益)电动机电枢电路(电枢电路电阻、电枢电路电感、电枢电流)电枢反转位(反转位系数)电磁扭矩(扭矩系数)负载平衡方程式(惯性矩，负值负载扭矩)速度马达(速度反馈系数)根据给定的微分方程，绘制每个链接对应的传递函数方块图和控制系数的传递函数方块图，并计算方块图中的传递函数和。2.14测试图(问题2.14)中所示的机械系统传递函数框图。2.15如果系统传递函数框图(问题2.15)。(1)分别输出为、的闭环传递函数，(2)分别需要输入作为、输出的闭环传递函数；(3)比较上述各传递函数的分母，可以得出什么结论？图(问题2.15):(1)输入请求，如果你认为输出如果你认为输出如果你认为输出如果你认为输出(2)输入请求，如果你认为输出如果你认为输出如果你认为输出如果你认为输出(3)如上所述，在相同的闭环系统中，当输入方法不同时，前通道的传递数不同，反馈循环的传递函数不同，但系统的传递函数的分母不变，因为它反映系统的固有特性，无论外部如何。2.16系统的传递函数框图(问题2.16)。其中输入是输出，N(s)是干涉。我想知道G(s)值在什么情况下可以消除系统中干涉的影响。图(问题2.16)解决方案：方法1:根据线性系统的叠加原理，N(s)为输入，系统的输出为其中逮捕令ITZY方法2: N(s)为输入时，系统的传递函数框图可以显示为图(问题2.16.b)。图(问题2.16.b)根据附加前后移动规则，如图(2 .16)。c)和图(2.16.d)中所示的形式进一步简化。图(问题2.16.c)图(问题2.16.d)因此，当N(s)为输入时，系统的传递函数为同样，系统可以消除干涉的影响。2.17系统结构查找系统传递函数，如图(问题2.17)所示。2.18计算(问题2.18)中显示的系统的传递函数。图(问题2.18)解决方案：使用方法1:梅森公式，可以获得：方法2:使用方块图简化规则(问题2.18.b)图(问题2.18.b)2.19绘图(问题2.19)中显示的系统的传递函数。图(问题2.19)解决方案：根据方块图简化规则，存在图表(问题2.19.b)图(问题2.19.b)2.20出图(问题2.20)中显示的系统的传递函数。图(问题2.20)解决方案：根据方块图简化规则，存在图表(问题2.20.b)图(问题2.20.b)描述2.21系统的微分方程如下：(1) (2)导出系统的状态方程。如2.22 RLC电气网络图(标题2.22)所示，u(t)为输入，通过电阻的电流为输出，请写下该网络的状态方程和输出方程。2.23系统传递函数方块图是写入系统状态方程和输出方程的图(问题2.23)。2.24度(问题2.24)是倒立摆系统的示意图。滑块通过螺钉工作，并且始终可以沿直线(边界轨道)水平移动。