开环自动控制原理习题Microsoft Word 文档

文档控制  时间:2021-02-23  阅读:()

课程名称: 自动控制原理 习题

习题一

一、试建立如图3所示电路的动态微分方程并求传递函数。

二、系统结构图如图4所示

1、写出闭环传递函数(s) C(s)表达式

R(s)

2、要使系统满足条件   0 707 ,n  2 ,试确定相应的参数K和 

3、求此时系统的动态性能指标00 , ts 

4、 r(t)  2t时求系统由r(t)产生的稳态误差ess 

5、确定Gn (s) 使干扰n(t)对系统输出c(t)无影响。

三、 已知某单位反馈系统的开环传递函数为G(s):

1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹求出渐近线、分离点、与虚轴的交点等

2、确定使系统满足0    1的开环增益K的取值范围。

1

四、某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线L0 ()如图5所示

1、写出该系统的开环传递函数G0 (s) 

2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性。

3、求系统的相角裕度 。

4、若系统的稳定裕度不够大可以采用什么措施提高系统的稳定裕度习题一答案

一、建立电路的动态微分方程并求传递函数。

解 1、建立电路的动态微分方程

)

R1 dt R2

即 R)

2、求传递函数

对微分方程进行拉氏变换得

R1R2CsU0 (s)(R1 R2 )U0 (s)R1R2CsUi (s)R2Ui (s)

Ui (s) R1R2Cs R1 R2

二、

2

2、

得 G

三、

1、绘制根轨迹

(1)系统有有3个开环极点起点 0、 -3、 -3无开环零点有限终点

(2)实轴上的轨迹 -∞ -3及-3 0

得KK

系统稳定时根轨迹增益Kr的取值范围 Kr 54 

系统稳定且为欠阻尼状态时根轨迹增益Kr的取值范围 4 Kr  54 

系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围 4 K 6

9

四、

解 1、从开环波特图可知原系统具有比例环节、一个积分环节、两个惯性环节。

故其开环传函应有以下形式 G(s)s( s1)( s1)

1 2

由图可知 1处的纵坐标为40dB,则L(1) 20 lg K 40 ,得K100

1 10和2=100

2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性

开环相频特性 0 (s) 90tg10 1tg10 01

3、求系统的相角裕度 

4

 1800 (c )180180 0

对最小相位系统0 临界稳定

4、可以采用以下措施提高系统的稳定裕度增加串联超前校正装置增加串联滞后校正装置增加串联滞后-超前校正装置增加开环零点增加PI或PD或PID控制器在积分环节外加单位负反馈。

习题二

一、写出下图所示系统的传递函数C(s) 结构图化简梅逊公式均可。

R(s)

1、   0 2  T  0 08 s    0 8  T  0 08 s时单位阶跃响应的超调量%、调节时间ts及峰值时间tp 。

2、   0 4  T  0 04s和  0 4  T  0 16s时单位阶跃响应的超调量%、调节时间ts和峰值时间tp 。

3、根据计算结果讨论参数 、 T对阶跃响应的影响。

5

三、 已知某单位反馈系统的开环传递函数为G(S)H(S)Kr (s1) 试s(s3)

1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹求出分离点、与虚轴的交点等

2、求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围。

四、 已知反馈系统的开环传递函数为G(s)H(s) K 试s(s1)

1、用奈奎斯特判据判断系统的稳定性

2、若给定输入r(t)=2t2时要求系统的稳态误差为0.25 问开环增益K应取何值。

3、求系统满足上面要求的相角裕度 。

习题二答案

一、写出下图所示系统的传递函数C(s) 结构图化简梅逊公式均可。

R(s)

解传递函数G(s):根据梅逊公式 G(s) C(s) in1 Pii

R(s) 

4条回路: L1 G2 (s)G3 (s)H(s) , L2 G4 (s)H(s) 

L3 G1 (s)G2 (s)G3 (s), L4 G1 (s)G4 (s) 无互不接触回路。 特征式

4

1Li 1G2 (s)G3 (s)H(s)G4 (s)H(s)G1 (s)G2 (s)G3 (s)G1 (s)G4 (s)i1

2条前向通道: P1 G1 (s)G2 (s)G3 (s), 1 1 

P2 G1 (s)G4 (s), 2 1

)R(s)  1G2 (s)G3 (s)H(s)G4 (s)H(s)G1 (s)G2 (s)G3 (s)G1 (s)G4 (s)

6

中

1、当

2、当

3、根据计算结果讨论参数 、 T对阶跃响应的影响。

(1)系统超调%只与阻尼系数有关而与时间常数T无关 增大超调%减小

(2)当时间常数T一定阻尼系数增大调整时间ts减小 即暂态过程缩短峰值时间tp增加 即初始响应速度变慢

(3)当阻尼系数一定时间常数T增大调整时间ts增加 即暂态过程变长峰值时间tp增加 即初始响应速度也变慢。

7

三、 (1)系统有有2个开环极点起点 0、 3 1个开环零点终点为 -1

(2)实轴上的轨迹 -∞ -1及0 3

(3)求分离点坐标

分别对应的根轨迹增益为 Kr 1, Kr 9

(4)求与虚轴的交点

系统的闭环特征方程为s(s3)Kr (s1)0 ,即s2(Kr3)sKr 0

令 s

根轨迹如图1所示。

2、求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围

系统稳定时根轨迹增益Kr的取值范围 Kr  3 

系统稳定且为欠阻尼状态时根轨迹增益Kr的取值范围 Kr 3~9 

开环增益K与根轨迹增益Kr的关系 KKr

3

系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围 K1~3

四、

解 1、系统的开环频率特性为 G(j)H(j) j(1K j)

8

起点  0 A, ( 0)  , (0 0 )

终点 ,A ( ) 0, ( )  

极坐标图不包围1 j0点则N 0 图2

根据奈氏判据 ZP2N0 系统稳定。

2、若给定输入r(t)=2t2时要求系统的稳态误差为0.25求开环增益K

系统为1型位置误差系数K P=∞速度误差系数KV=K

依题意 e

得 K8

故满足稳态误差要求的开环传递函数为 G(s)H(s) 8s(s1)

3、满足稳态误差要求系统的相角裕度 

(

相角裕度   180(c )180160 20

习题三

一、填空题

1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面即 、快速性和 。

2、控制系统的 称为传递函数。一阶系统传函标准形式是 二阶系统传函标准形式是 。

3、在经典控制理论中可采用 、根轨迹法或 等方法判断线性控制系统稳定性。

4、控制系统的数学模型取决于系统 和 ,与外作用及初始条件无关。

5、线性系统的对数幅频特性纵坐标取值为 横坐标为 。

9

VoLLcloud6折限量,香港CMI云服务器三网直连-200M带宽

vollcloud LLC首次推出6折促销,本次促销福利主要感恩与回馈广大用户对于我们的信任与支持,我们将继续稳步前行,为广大用户们提供更好的产品和服务,另外,本次促销码共限制使用30个,个人不限购,用完活动结束,同时所有vps产品支持3日内无条件退款和提供免费试用。需要了解更多产品可前往官网查看!vollcloud优惠码:VoLLcloud终生6折促销码:Y5C0V7R0YW商品名称CPU内存S...

DiyVM:香港VPS五折月付50元起,2核/2G内存/50G硬盘/2M带宽/CN2线路

diyvm怎么样?diyvm这是一家低调国人VPS主机商,成立于2009年,提供的产品包括VPS主机和独立服务器租用等,数据中心包括香港沙田、美国洛杉矶、日本大阪等,VPS主机基于XEN架构,均为国内直连线路,主机支持异地备份与自定义镜像,可提供内网IP。最近,DiyVM商家对香港机房VPS提供5折优惠码,最低2GB内存起优惠后仅需50元/月。点击进入:diyvm官方网站地址DiyVM香港机房CN...

老周互联24小时无理由退款,香港原生IP,28元起

老周互联怎么样?老周互联隶属于老周网络科技部旗下,创立于2019年12月份,是一家具有代表性的国人商家。目前主营的产品有云服务器,裸金属服务器。创办一年多以来,我们一直坚持以口碑至上,服务宗旨为理念,为用户提供7*24小时的轮班服务,目前已有上千多家中小型站长选择我们!服务宗旨:老周互联提供7*24小时轮流值班客服,用户24小时内咨询问题可提交工单,我们会在30分钟内为您快速解答!另免费部署服务器...

文档控制为你推荐
office2016激活密钥求office2016永久激活的密钥可以发外链的论坛发外链的论坛哪个比较好,哪个论坛能发外链,能发广告急求。。。。主页改不了为什么我电脑的主页改不了了?依赖注入依赖注入到底是为了解决什么问题的pwpw域名的技巧伪静态静态与伪静态的区别?天天酷跑刷金币天天酷跑如何刷分刷金币?硬盘人上海人说“硬盘”是什么梗xv播放器下载迅雷看看下载的XV格式的电影用什么播放器可以播放?(没有互联网的情况下)畅想中国20年后中国会变成什么样?--畅想一下未来的中国!!
.cn域名注册 成都主机租用 域名主机基地 域名解析文件 simcentric vpsio 韩国空间 gateone godaddy优惠券 好看的桌面背景图片 免费全能空间 嘉洲服务器 亚洲小于500m 架设服务器 asp免费空间申请 中国电信测网速 华为云服务登录 网购分享 测速电信 好看的空间 更多