华科 自控习题答案.doc

第一章 1. 根据水位控制系统的示意图画出系统的框图。 图1-1 水位控制系统示意图 2．图1-2所示，为一直流发电机电压自动控制系统。图中，1为发电机；2为减速器；3为执行机构；4为比例放大器；5为可调电位器。 （1） 该系统由哪些环节组成，各起什么作用？ （2） 绘出系统的框图，说明当负载电流变化时，系统如何保持发电机的电压恒定。 （3） 系统中有哪些可能的扰动？ 图1-2 电压自动控制系统 3．图1-3为仓库大门自动控制系统。试说明自动控制大门开启和关闭的工作原理。如果大门不能全开或全关，则怎样进行调整？ 图1-3 仓库大门控制系统 4．题图1-4是一晶体管稳压电源。试将其画成方块图并说明在该电源里哪些起着测量、放大、执行的作用以及系统里的干扰量和给定量是什么？ 图1-4 晶体管稳压电源 5. 电冰箱制冷原理图如图1-5所示，简述系统工作原理，指出被控对象，被控量和给定量，并画出系统方框图。 图1-5 电冰箱制冷系统原理图 6．简述随动系统的自动调节过程？ 第二章 1. 试求出图2-1中各电路的传递函数 图2-1 2. 试求出图2-2中各有源网络的传递函数。 图2-2 3. 图2-3所示为一磁场控制的直流电动机。设工作时电枢电流不变，控制电压加在励磁绕组上，输出为电机角位移，求传递函数。 图2-3 4．试证明图2-4（a）所示电气网络与图2-4(b所示的机械系统具有相同的传递函数。 （b） 5. 试分别写出图2-5中各有源网络的传递函数Uc(s/Ur(s。 图2-5 6.已知一系统由如下方程组组成，试绘制系统方框图，并求出闭环传递函数。 7. 图2-6是一个转速控制系统，输入量是电压U，输出量是负载的转速ω,画出系统结构图，并写出输入输出间的数学表达式。 图2-6 8.试化简图2-7所示的系统结构图，求传递函数,并试用梅逊公式求解 图2-7 9． 由内到外进行反馈连接的等效变换，直到变换为一个等效方框，即得到所求的传递函数。 10. 试用梅逊公式求解将系统结构图2-17转换成信号流图 图2-8 11.已知系统结构如图2-9所示。求传递函数C(S/R(S和C(S/N(S 图2-9 12. 画出图2-10所示结构图的信号流图，用梅逊公式求传递函数：，。 图2-10 13. 画出图2-11所示系统的信号流图，并分别求出两个系统的传递函数，。 图2-11 14. 画出图2-12所示结构图的信号流图，用梅逊公式求传递函数：，。 图2-12 第三章 1.一单位反馈控制系统的开环传递函数为。 求：（1）系统的单位阶跃响应及动态特性指标、tr、tS、； （2）输入量xr（t）=t时，系统的输出响应； （2）输入量xr（t）为单位脉冲函数时，系统的输出响应。 2. 一单位反馈控制系统的开环传递函数为，其单位阶跃响应曲线如图3-1所示，图中的Xm=1.25，tm=1.5s。试确定系统参数Kk及 值。 图3-1 3. 一单位反馈控制系统的开环传递函数为。已知系统的xr（t）=1（t），误差时间函数为，求系统的阻尼比、自然振荡角频率、系统的开环传递函数和闭环传递函数、系统的稳态误差。 4. 已知二阶系统的传递函数：，试求系统的超调量、峰值时间和调节时间。 5.，试确定系统的阻尼比和自然频率。 6. 已知系统特征方程为 试用劳斯稳定判据确定系统的稳定性。 7.已知单位反馈系统的开环传递函数为 试确定系统稳定时的值范围。 8.已知单位反馈控制系统的开环传递函数为，试选择Kk及值以满足下列指标。 当xr（t）=t时，系统的稳态误差e（）≤0.02； 当xr（t）=1（t）时，系统的%≤30%，tS（5%）≤0.3s。 9．一复合控制系统如图3-2所示，图中，。如果系统由1型提高为3型系统，求a值及b值。 图3-2 第四章 1.已知单位负反馈系统的开环传递函数为 求当时，以T为参变量的根轨迹。 2. 已知单位负反馈系统的开环传递函数为 设要求、、，试确定串联引前校正装置的传递函数，并绘制校正前、后的系统根轨迹。 3.设单位负反馈系统的开环传递函数为 要求校正后、主导极点阻尼比，试求串联迟后校正装置的传递函数。 4. 已知负反馈系统的开环传递函数为 要使系统闭环主导极点的阻尼比、自然振荡角频率、时，求串联迟后—引前校正装置的传递函数，并绘制校正前、后的系统根轨迹。 第五章 1．系统的传递函数为 写出其幅频特性和相频特性的表达式。它的相频特性有什么特点？ 2．求系统的稳态响应，其传递函数为，输入为 3．已知单位反馈系统的开环传递函数为 用奈氏判据分析闭环系统的稳定性 4． 系统的开环传递函数为 均大于零，且，试画出系统的开环幅相特性曲线，并用奈氏判据证明：若该系统不稳定，必有两个极点在右半S平面 5．已知某系统的开环传递函数为 K0 应用