自动控制技术课程习题选编(3)

2019-08-01 23:01

Ks2(1)G(s)?

(1?0.2s)(1?0.02s)(1?2s)(2)G(s)?100

s(1?s)(1?Ts)(1?10Ts)5.4 已知振荡环节的传递函数

2wnG(s)?2 2s?2?wns?wn试求:(1)在交接频率处,对数幅频特性曲线与其渐近特性曲线的差值,并由此求阻尼比?; (2)w?2wn处,对数幅频特性曲线与其渐进特性曲线的差值。 5.5 已知单位反馈系统其开环传递函数如下,

G(s)?试绘制其伯德图并判断其稳定性。

5(1?0.5s)

s(1?0.1s)(1?0.2s)5.6 试绘制下列传递函数的对数幅频渐近特性曲线。

10(s?0.2)G(s)?2

s(s?0.1)5.7 某系统的结构图和开环幅相曲线如图5-3和5-4所示,图中

1s3G0(s)?H(s)?2s(s?1)(s?1)2试确定闭环系统的稳定性,并确定闭环特征方程正实部根的个数。

R(s)?100?G0(s)C(s)H(s)图 5-3

j?10w?0?图 5-4

5.8 设单位反馈系统如图5-5所示,其中,K?10;T?0.1时,截止频率wc?5。若要求wc不变,问K与

T如何变化才能使系统的相角裕度提高45??

R(s)?K(Ts?1)s?1G0(s)C(s)

图 5-5

5.9 已知单位反馈系统的开环传递函数

G(s)?K(1?s)(K?0)

s(s?1)试用奈奎斯特判据判别K?1,K?1,K?1三种情况下系统的闭环稳定性。

第6章控制系统的校正设计

6.1 设单位反馈的开环传递函数为

KG0(s)?s(s?1)(0.2s?1)

试设计一串联校正装置,使系统满足Kv?8,?(wc)?40?,并比较校正前后的截止频率。 6.2 单位反馈系统校正前的开环传递函数为

100G1(s)?s(0.04s?1)(0.01s?1)

校正后的开环传递函数为

0.5s?1G2(s)??G1(s) 5s?1(1)试求校正前后系统的相位裕量,校正前后系统是否稳定?

(2)说明校正后闭环时域指标ts,?%,及闭环频域指标wr,Mr大致为多少。 6.3 设I型单位反馈系统原有部分的开环传递函数为

KGo(s)?s(s?1)

设计串联校正装置,使系统具有K?12,?0?40?的性能指标。 6.4 已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为

200Go(s)?s(0.1s?1)

试设计串联校正装置,使系统的相位裕量不小于45?,穿越频率不低于55s?1。 6.5 设某单位反馈系统的开环传递函数为

KGo(s)?s(0.5s?1)

要求系统的速度误差系数kv?20,相位裕量??50?,幅值裕量Kg?10dB,试设计串联校正装置。 6.6 设系统结构图如图6-1所示。要求采用串联校正和复合校正两种方法,消除系统跟踪斜坡输入信号的稳态误差,试分别确定串联校正装置Gc(s)与复合校正前馈装置Gr(s)的传递函数。

R(s)?Ks(Ts?1)C(s)

图 6-1

6.7 已知某最小相位系统开环对数幅频渐近特性曲线如图6-2所示。

L(?)(dB)20-2000.2-10-40?c?1?250-60-40-60?

图 6-2

(1)写出开环传递函数G0(s)一种可能的形式;

(2)假定系统动态性能已满足要求,欲将稳态误差降为原来的1/10,试设计串联校正装置,并绘制校正后系统对数幅频渐近特性曲线。 6.8 设单位反馈系统的开环传递函数为

Ke?0.01sG0(s)?s(0.1s?1)(0.01s?1)

若要求系统的相角裕度?(wc)?45?,稳态误差ess(?)?0.01,试确定串联校正装置的形式与参数。 6.9 某系统的开环传递函数为

G0(s)?Ks(s?1)(s?4)

试用迟后-超前校正使校正后系统满足下列指标:??0.5,wn?2,kv?5。 6.10 已知系统开环传递函数为

G0(s)?Ks(0.9s?1)(0.007s?1)

设对系统的性能指标要求为kv?500/s,ts?0.25s,?%?30%,试设计串联校正传递函数Gc(s)。

第7章现代控制理论基础

7.1 设电网络如图7-1(a)(b)(c)所示,其中u为系统的输入,试列写系统的状态方程式。

vC??R1CuL1R1R2i1L1vc2i2L2C3iLuR2

图 7-1(a)图 7-1(b)

Rx1Rx2Rx3xnRCu1+_CCC+u-2

图 7-1(c)

7.2 设系统的传递函数

Y(s)2s?8G(s)??3U(s)2s?12s2?22s?12

试求:(1)系统的可控标准型实现;(2)系统的可观测标准型实现。要求画出各种实现的系统状态变量图。 7.3 已知系统传递函数

2s3?s2?7s(s?1)(s?2)G(s)?4G(s)?(1)(2)s?3s3?5s2?4s (s?1)(s?2)(s?3)


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