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真诚为您提供优质参考资料,若有不当之处,请指正。题1-1 根据题图所示的电动机速度控制系统工作原理图 (1) 将a,b与c,d用线连接成负反馈状态;(2) 画出系统方框图。解 (1)负反馈连接方式为:,; (2)系统方框图如图解所示。题1-2图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理,并画出系统方框图。解 当合上开门开关时,电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压,偏差电压经放大器放大后,驱动伺服电动机带动绞盘转动,将大门向上提起。与此同时,和大门连在一起的电刷也向上移动,直到桥式测量电路达到平衡,电动机停止转动,大门达到开启位置。反之,当合上关门开关时,电动机带动绞盘使大门关闭,从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如图解1-2所示。题1-3图为谷物湿度控制系统示意图。在谷物磨粉的生产过程中,有一个出粉最多的湿度,因此磨粉之前要给谷物加水以得到给定的湿度。图中,谷物用传送装置按一定流量通过加水点,加水量由自动阀门控制。加水过程中,谷物流量、加水前谷物湿度以及水压都是对谷物湿度控制的扰动作用。为了提高控制精度,系统中采用了谷物湿度的顺馈控制,试画出系统方块图。解 系统中,传送装置是被控对象;输出谷物湿度是被控量;希望的谷物湿度是给定量。系统方框图如图解所示。这是一个按干扰补偿的复合控制系统。2-1 已知系统传递函数 ,且初始条件为,试求系统在输入作用下的输出。解 系统的微分方程为 (1)考虑初始条件,对式(1)进行拉氏变换,得 (2) 2-2 已知在零初始条件下,系统的单位阶跃响应为 ,试求系统的传递函数。解 单位阶跃输入时,有,依题意 2-3 飞机俯仰角控制系统结构图如图所示,试求闭环传递函数。解 经结构图等效变换可得闭环系统的传递函数2-4 已知系统方程组如下,试绘制系统结构图,并求闭环传递函数。解 系统结构图如图解所示。利用结构图等效化简或梅逊增益公式可求出系统的闭环传递函数为2-5 试用结构图等效化简求题图所示各系统的传递函数。解 所以: 所以: 2-6 已知控制系统结构图如题图所示,求输入时系统的输出。解 由图可得又有 则 即 2-7 试用梅逊增益公式求2-12图中结构图对应的闭环传递函数。图中有2条前向通路,5个回路3-1一阶系统结构图如图所示。要求系统闭环增益,调节时间(s),试确定参数的值。解 由结构图写出闭环系统传递函数令闭环增益, 得:令调节时间,得:。3-2电子心律起博器心率控制系统结构图如图所示,其中模仿心脏的传递函数相当于一纯积分环节,要求: (1) 若=0.5对应最佳响应,问起博器增益应取多大?(2) 若期望心速为60次/分钟,并突然接通起博器,问1秒钟后实际心速为多少?瞬时最大心速多大?解 依题,系统传递函数为 令 可解出 将 (秒)代入二阶系统阶跃响应公式 可得 (次/秒)=(次/分)时,系统超调量 =16.3% ,最大心速为(次/秒)=(次/分)3-3 机器人控制系统结构图如图所示。试确定参数值,使系统阶跃响应的峰值时间(s),超调量%。 解 依题,系统传递函数为 由 联立求解得 比较分母系数得 3-4某典型二阶系统的单位阶跃响应如图所示。试确定系统的闭环传递函数。 解 依题,系统闭环传递函数形式应为由阶跃响应曲线有: 联立求解得 ,所以有 3-5题图是电压测量系统,输入电压伏,输出位移厘米,放大器增益,丝杠每转螺距1毫米,电位计滑臂每移动1厘米电压增量为0.4伏.当对电机加10伏阶跃电压时(带负载)稳态转速为1000转/分钟,达到该值63.2%需要0.5秒。画出系统方框图,求出传递函数,并求系统单位阶跃响应的峰值时间、超调量、调节时间和稳态值。解 依题意可列出环节传递函数如下比较点: 伏放大器: 电动机: (转/秒/伏)丝杠: (厘米转)电位器: (伏厘米)画出系统结构图如图解3-14所示系统传递函数为 3-6 题图是某垂直起降飞机的高度控制系统结构图,试确定使系统稳定的值范围。解 由结构图,系统开环传递函数为: Routh: S5 1 4 2K S4 1 4K K S3 -4(1-K) K S2 K S S0 K 使系统稳定的K值范围是: 。3-7 单位反馈系统的开环传递函数为为使系统特征根的实部不大于-1,试确定开环增益的取值范围。解 系统开环增益 。特征方程为: 做代换 有:Routh : S3 1 2 S2 5 K-8 S S0 K-8 使系统稳定的开环增益范围为: 。3-8 温度计的传递函数为,用其测量容器内的水温,1min才能显示出该温度的98%的数值。若加热容器使水温按10C/min的速度匀速上升,问温度计的稳态指示误差有多大?依题意,温度计闭环传递函数由一阶系统阶跃响应特性可知:,因此有 ,得出 。系统误差定义为 ,应有 3-9 系统结构图如题3-22图所示。试求局部反馈加入前后系统的静态位置误差系数、静态速度误差系数和静态加速度误差系数。解 局部反馈加入前,系统开环传递函数为 局部反馈加入后,系统开环传递函数为 /
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