logo资料库

自动控制原理 第二版 课后答案.pdf

第1页 / 共110页
第2页 / 共110页
第3页 / 共110页
第4页 / 共110页
第5页 / 共110页
第6页 / 共110页
第7页 / 共110页
第8页 / 共110页
资料共110页,剩余部分请下载后查看
手 助 霸 xuebazhushou.com 学 手 助 霸 xuebazhushou.com 学 手 助 霸 xuebazhushou.com 学 学霸助手[xuebazhushou.com]-课后答案|期末试卷|复习提纲 2-1什么是系统的数学模型?在自动控制系统中常见的数学模型形式有哪些?用来描述系统因果关系的数学表达式,称为系统的数学模型。常见的数学模型形式有:微分方程、传递函数、状态方程、传递矩阵、结构框图和信号流图。2-2简要说明用解析法编写自动控制系统动态微分方程的步骤。2-3什么是小偏差线性化?这种方法能够解决哪类问题?在非线性曲线(方程)中的某一个工作点附近,取工作点的一阶导数,作为直线的斜率,来线性化非线性曲线的方法。2-4什么是传递函数?定义传递函数的前提条件是什么?为什么要附加这个条件?传递函数有哪些特点?传递函数:在零初始条件下,输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。定义传递函数的前提条件:当初始条件为零。为什么要附加这个条件:在零初始条件下,传递函数与微分方程一致。传递函数有哪些特点:1.传递函数是复变量S的有理真分式,具有复变函数的所有性质;nm且所有系数均为实数。2.传递函数是一种有系统参数表示输出量与输入量之间关系的表达式,它只取决于系统或元件的结构和参数,而与输入量的形式无关,也不反映系统内部的任何信息。3.传递函数与微分方程有相通性。4.传递函数)(sW的拉氏反变换是系统的单位脉冲响应。2-5列写出传递函数三种常用的表达形式。并说明什么是系统的阶数、零点、极点和放大倍数。nnnnmmmmasasasabsbsbsbsW11101110)(njjmiisTsTKsW1111)(其中nmabKnjjmiigpszsKsW11)(其中00abKg传递函数分母S的最高阶次即为系统的阶数,iz为系统的零点,jp为系统的极点。K为传递函数的放大倍数,gK为传递函数的根轨迹放大倍数。2-6自动控制系统有哪几种典型环节?它们的传递函数是什么样的?1.比例环节
手 助 霸 xuebazhushou.com 学 手 助 霸 xuebazhushou.com 学 手 助 霸 xuebazhushou.com 学 学霸助手[xuebazhushou.com]-课后答案|期末试卷|复习提纲 R0 R1 - + ur uc 2.惯性环节 R0 1/Cs - + ur uc R0 3.积分环节 R0 1/Cs - + ur uc 4.微分环节 R 1/Cs - + ur uc 5.振荡环节6.时滞环节2-7二阶系统是一个振荡环节,这种说法对么?为什么?当阻尼比10时是一个振荡环节,否则不是一个振荡环节。 R L C uc ur
手 助 霸 xuebazhushou.com 学 手 助 霸 xuebazhushou.com 学 手 助 霸 xuebazhushou.com 学 学霸助手[xuebazhushou.com]-课后答案|期末试卷|复习提纲 2-8什么是系统的动态结构图?它等效变换的原则是什么?系统的动态结构图有哪几种典型的连接?将它们用图形的形式表示出来,并列写出典型连接的传递函数。2-9什么是系统的开环传递函数?什么是系统的闭环传递函数?当给定量和扰动量同时作用于系统时,如何计算系统的输出量?答:系统的开环传递函数为前向通路传递函数与反馈通路传递函数之积。系统的闭环传递函数为输出的拉氏变换与输入拉氏变换之比。当给定量和扰动量同时作用于系统时,通过叠加原理计算系统的输出量。2-10列写出梅逊增益公式的表达形式,并对公式中的符号进行简要说明。2-11对于一个确定的自动控制系统,它的微分方程、传递函数和结构图的形式都将是唯一的。这种说法对么吗?为什么?答:不对。2-12试比较微分方程、传递函数、结构图和信号流图的特点于适用范围。列出求系统传递函数的几种方法。2-13试求出图P2-1中各电路的传递函数W(s)=Uc(s)/Ur(s)。解:(a)解法1:首先将上图转换为复阻抗图,由欧姆定律得:I(s)=(Ur-Uc)/(R+Ls)由此得结构图: R LS 1/CS Uc(s) Ur(s) 图2-1 (a-s) I(s)
手 助 霸 xuebazhushou.com 学 手 助 霸 xuebazhushou.com 学 手 助 霸 xuebazhushou.com 学 学霸助手[xuebazhushou.com]-课后答案|期末试卷|复习提纲 I(s) Ur - Uc 1/(R+Ls) Uc=I(s)(1/Cs)由此得结构图: 1/Cs I(s) Uc 整个系统结构图如下: I(s) Ur - Uc 1/(R+Ls) 1/Cs 根据系统结构图可以求得传递函数为:WB(s)=Uc/Ur=[[1/(R+Ls)](1/Cs)]/[1+[1/(R+Ls)](1/Cs)]=1/[LCs2+RCs+1]=1/[TLTCs2+TCs+1]其中:TL=L/R;TC=RC解法2:由复阻抗图得到:CsLsRsUsIr1)()(1)(11)(1)()(2RCsLcssUCsCsLsRsUCssIsUrrc所以:11)()(2RCsLcssUsUrc解:(b)解法1:首先将上图转换为复阻抗图,根据电路分流公式如下:
手 助 霸 xuebazhushou.com 学 手 助 霸 xuebazhushou.com 学 手 助 霸 xuebazhushou.com 学 学霸助手[xuebazhushou.com]-课后答案|期末试卷|复习提纲 2121RRRII同理:2112RRRII2)()(RZsUsIr其中:1///1ZCsZ111111CsRCSCsRZ代入Z中,则2111111111111CsRCsRCsCsRCsCsCsRCsCsZ21)(111)()(111CsRsICsRCsCssIsI2121112122111211221221212)(21)(211)(121211)()(121)()(1)()(RCsCsRRCsRCsCsRsUCsCsRRCsRsURRCsRCsRCssUCsCsRRCsRCsRCssURRZsUCsCsRRZsURsICssIsUrrrrrrc所以:1212212211)()(2122212222112112121CsRCsRsCRRCsRsCRRCsCsRRCsRCsCsRRCsCsRRCsRsUsUrc解法2:首先将上图转换为复阻抗图(如解法1图)11)()()(RsUsUsIcr1)(1)()(11112CsRsICsCsRsIsI
手 助 霸 xuebazhushou.com 学 手 助 霸 xuebazhushou.com 学 手 助 霸 xuebazhushou.com 学 学霸助手[xuebazhushou.com]-课后答案|期末试卷|复习提纲 )()()(21sIsIsI21)(1)()(RsICssIsUc画出其结构图如下:化简上面的结构图如下:应用梅逊增益公式:nkkkrcTsUsU11)()(其中:baLL12112CsRRRLa、CsRLb11所以CsRCsRCsRCsRCsRCsRRR112111121212121121CsRRRT、11CsRT121、12所以:
手 助 霸 xuebazhushou.com 学 手 助 霸 xuebazhushou.com 学 手 助 霸 xuebazhushou.com 学 学霸助手[xuebazhushou.com]-课后答案|期末试卷|复习提纲 121212121212)()(212221222211211211211112CsRCsRsCRRCsRsCRRCsRCsRCsRCsRCsRCsRCsRCsRCsRCsRCsRRRsUsUrc解:(c)解法与(b)相同,只是参数不同。2-14试求出图P2-2中各有源网络的传递函数W(s)=Uc(s)/Ur(s)。解:(a)01)()(ZZsUsUrc其中:1111111111111sTsCsCRsCsCRZ R1 C1 uc (b) R0 ur R1 R2 uc (c) R0 C2 C1 ur R1 C1 uc (a) C0 R0
分享到:
收藏