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《自动控制原理》习题 习?? 题 1 1有一水位控制装置如图所示。试分析它的控制原理，指出它是开环控制系统 闭环控制系统？说出它的被控量，输入量及扰动量是什么？绘制出其系统图。 ??2 某生产机械的恒速控制系统原理如图所示。系统中除速度反馈外，还设置了电流正反馈以补偿负载变化的影响。试标出各点信号的正负号并画出框图。 3图示为温度控制系统的原理图。指出系统的输入量和被控量，并画出系统框图。 4.自动驾驶器用控制系统将汽车的速度限制在允许范围内。画出方块图说明此反馈系统。 5.双输入控制系统的一个常见例子是由冷热两个阀门的家用沐浴器。目标是同时控制水温和流量，画出此闭环系统的方块图，你愿意让别人给你开环控制的沐浴器吗？ 6.开环控制系统和闭环控制系统各有什么优缺点？ 7.反馈控制系统的动态特性有哪几种类型？生产过程希望的动态过程特性是什么？ 习 题 2 1　 。 习题1图 2　 (1)求图a的 ＝？　(2)求图b的＝？　(3) 求图c的＝？ 习题2图 3　U2(s)/ U1(s)。 习题3图 4　u为控制电压．T为电动机的输出转矩。N为电动机的转矩。由图可T与n、u呈非线性。设在某平衡状态附近用增量化表示的转矩与转速、控制电压关系方程为 kn、kc为与平衡状态有关的值，可由转矩－转速特性曲线求得。设折合到电动机的总转动惯量为J，粘滞摩擦系数为f，略去其他负载力矩，试写出交流伺服电动机的方程式 并求输入为uc，输出为转角θ和转速为n时交流伺服电动机的传递函数 。 习题4图????5　V，输出量是负载的转速?，画出系统的结构图，并写出其输入输出间的数学表达式。 　??习题5图???? 6?已知一系统由如下方程组组成，试绘制系统框图，求出闭环传递函数。 7? 系统的微分方程组如下： 其中K0，K1，K2，T均为正常数。试建立系统结构图，并求传递函数C(s)/R(s)，C(s)/N1(s)及C(s)/N2(s)。 8? 试简化图中C(s)/R(s)。 习题8图 9??????? 8图C(s)/R(s)。 10? 考虑习题10图所示的结构图，试求出C(s)/R(s)。 10图 11? 已知系统结构图如习题11图R(s)及扰动N(s)同时作用下输出C(s)的表达式。 ?习题11图 12? 已知系统结构如习题12图C(s)/R(s)。 ?习题12图 13? 系统的信号流图如习题13图C(s)/R(s)。 13图 ?习题1图是一个模拟调节器的电路示意图。 a）写出输入ur与输出uc之间的微分方程； （b）建立该调节器的结构图； （c）求闭环传递函数Uc(s)/Ur(s)。 14图 某弹簧的力-位移特性曲线如习题17图所示。在仅存在小扰动的情况下，当工作点分别为x0 =-1.2、0、2.5时，试计算弹簧在工作点附近的弹性系数。 15图试求习题1图所C(s)/R(s)。 ?习题1图 已知系统结构图如习题图所示，求传递函数C1(s)/R1(s)，C2(s)/R1(s)，C1(s)/R2(s)，C2(s)/R2(s)。 图放大器可能存在死区，其工作特性曲线如习题18图所示。在近似线性工作区，可以用3次函数y = ax3-输出特性。当工作点为x =0.6时，试选择a ?习题18图 3 1　一单位反馈系统的开环传递函数为 求①系统的单位阶跃响应及动态性能指标σ%,ts ,tp②输入量 为单位脉冲函数时系统的输出响应。 2　 试在S平面上绘出满足下述要求的系统特征方程式根可能位于的区域。 （a）1＞??≥0.707，?n≥2 （b）0.5≥??＞0，4≥?n≥2 （c）0.707≥??＞0.5，?n≤2 3　 G k(s)=ωn2 /s(s+2ξωn) ? 已知系统的r(t)=1(1),误差时间函数为 e(t)=1.4e-1.7t-0.4-3.74t 求系统的阻尼比ξ,自然振荡角耗率ωn、系统的闭环传递函数及系统的温态误差。 4　 确定在下述参数时的闭环极点，并求系统的单位阶跃响应曲线和相应的性能指标。 （a）??=2，?n = 5；（b）???1.2，?n = 5； （c）当??≥1.5时单 （a）求系统在单位阶跃输入信号r(t) =1(t)作用下的误差函数e(t)； （b）是否可以用拉普拉斯变换的终值定理求系统的稳态误差，为什么? 6　单 ??　(a)　当K=1r(t)=1(t)作用下的稳态误差； 　　 (b)　当r(t) =1(t)ess= 0.6，试确定K值。 7　 　(a)　b0、b1应满足的条件； 　　(b)　(a)求得的参数b