自控控制原理习题王建辉第章答案

1、第六章 控制系统的校正及综合6-1什么是系统的校正？系统的校正有哪些方法？6-2试说明超前网络和之后网络的频率特性，它们各自有哪些特点？6-3试说明频率法超前校正和滞后校正的使用条件。6-4相位滞后网络的相位角滞后的，为什么可以用来改善系统的相位裕度？6-5反馈校正所依据的基本原理是什么？6-6试说明系统局部反馈对系统产生哪些主要影响。6-7在校正网络中，为何很少使用纯微分环节？6-8试说明复合校正中补偿的基本原理是什么？6-9选择填空。在用频率法设计校正装置时，采用串联超前网络是利用它的（ ），采用串联滞后校正网络利用它的（ ）。A 相位超前特性 B 相位滞后特性 C 低频衰减特性 D 高频

2、衰减特性6-10 选择填空。闭环控制系统因为有了负反馈，能有效抑制（ ）中参数变化对系统性能的影响。A 正向通道 B反向通道 C 前馈通道 6-11 设一单位反馈系统其开环传递函数为W（s）=若使系统的稳态速度误差系数,相位裕度不小于，增益裕量不小于10dB，试确定系统的串联校正装置。解: 所以其对数频率特性如下:其相频特性:相位裕度不满足要求设校正后系统为二阶最佳,则校正后相位裕度为,增益裕量为无穷大。校正后系统对数频率特性如下：校正后系统传递函数为因为所以串联校正装置为超前校正。6-12设一单位反馈系统，其开环传递函数为W（s）=试求系统的稳态加速度误差系数和相位裕度不小于35的串联校正装

3、置。解：所以其对数频率特性如下:其相频特性:相位裕度不满足要求，并且系统不稳定。设校正后系统对数频率特性如上（红线所示）：则校正后系统传递函数为因为在时（见红线部分），则选取，则校正后系统传递函数为其相频特性:相位裕度满足要求。校正后的对数频率曲线如下：因为所以校正装置为滞后-超前校正。6-13设一单位反馈系统，其开环传递函数为W（s）=要求校正后的开环频率特性曲线与M=4dB的等M圆相切，切点频率w=3,并且在高频段w200具有锐截止-3特性，试确定校正装置。6-14设一单位反馈系统，其开环传递函数为W（s）=要求具有相位裕度等于45及增益裕量等于6dB的性能指标，试分别采用串联超前和串联滞

4、后校正两种方法确定校正装置。6-15设一随动系统，其开环传递函数为W（s）=如要求系统的速度稳态误差为10%，Mp=1.5,试确定串联校正装置的参数。6-16设一单位反馈系统，其开环传递函数为W（s）=要求校正后系统的相位裕度增益裕量等于10dB，穿越频率w1 rad/s,且开环增益保持不变，试确定串联滞后校正装置。6-17采用反馈校正后的系统结构如图P6-1所示，其中H（s）为校正装置，W（是）为校正对象。要求系统满足下列指标：位置稳态误差e()=0;速度稳态误差e()=0.5%;.试确定反馈校正装置的参数，并求等效开环传递函数。图中 W(s)=200 W(s)= W(s)=6-18对于题6

5、-17的系统，要求系统的速度稳态误差系数K=200,超调量，调节时间t2s.试确定反馈校正装置参数，并绘制校正前，后的伯德图，写出校正后的等效开环传递函数。6-19有源校正网络的如图P6-2所示。试写出其传递函数，并说明可以起到何种校正作用。06-20一有源串联滞后校正装置的对数幅频特性如图P6-3（a）其电路图如图P6-3(b)所示。已知C=1，求R,R和R的阻值。6-21一控制系统采用串联超前校正，校正装置的传递函数为W(s)=,要求穿越频率为1，超前网络提供25的相位补偿，且补偿后系统穿越频率不变，试确定K和T之间的关系。6-22控制系统的开环传递函数为W（s）=(1) 绘制系统的伯德图

6、，并求相位裕度；(2) 如采用传递函数为W（s）=的串联超前校正装置，试绘制校正后系统的伯德图，并求此时的相位裕度。同时讨论校正后系统的性能有何改进。6-23已知两系统（a）和(b)的开环对数幅频特性如图P6-4所示。试问在系统（a）中加入什么样的串联校正环节可以达到系统（b）。6-24已知伺服系统开环传递函数为W(s)=设计一滞后校正装置，满足吐下性能指标：（1） 系统的相位裕度45；（2） 单位斜坡输入时，系统稳态误差小于或等于0.01。6-25已知单位付反馈系统开环传递函数为W（s）=试设计串联校正装置，使系统K，超调量不大于25%，调剂时间不小于1s.6-26单位反馈小功率随动系统的开

7、环传递函数为W(s)=试设计一个无源校正网络，使系统的相位裕度不小于45，穿越频率不低于50rad/s,并要求该系统在速度输入信号为100rad/s作用下，其稳态误差为0.5rad/s.6-27设有如图P6-5所示控制系统（1）根据系统的谐振峰值M=1.3确定前置放大器的增益（2）根据对M=1.3及速度稳态误差系数K要求，确定串联滞后校正环节的参数。6-28已知某控制系统的方框图如图P6-6所示，欲使系统的反馈校正后满足如下要求：（1）速度稳态误差系数K（2）闭环系统阻尼比=0.5（3）调节时间t(5%)2s试确定前置放大器增益，及测速反馈系数(要求在01之间)。6-29设复合控制系统的方框图如图P6-7所示，其中W(s)=K,W(s)=.试确定W（s）, W（s）及K,是系统的输出完全不受扰