现代控制原理习题答案(2)

2020-03-26 19:26

C.G1?s??G2?s? D。

G1?s? G2?s? 4.两个环节的传递函数分别为G1?s?和G2?s?则这两个环节相并联则总的传递函数是 (A) A.G1?s??G2?s? B。G1?s??G2(s) C.G1?s??G2?s? D。 三. 填空题

1.典型环节由比例环节,惯性环节, 积分环节,微分环节,振荡环节,纯滞后环节

2.振荡环节的传递函数为 3.t2的拉普拉斯变换为

12k?s?2??s?122G1?s? G2?s?

1 s3 4.建立数学模型有两种基本方法:机理分析法和实验辨识法 四.计算题

§2-1 数学模型

1、 线性元部件、系统微分方程的建立 (1)L-R-C网络 ur?L?di?i?R?uC dt?c i?C?u ?L?C?u?c??R?C?u?c?uc ? uc???uc??RL11uc?ur ── 2阶线性定常微分方程 LCLC(2)弹簧—阻尼器机械位移系统 分析A、B点受力情况

?A?x?0)?k2x0 ?k1(xi?xA)?f(xAB 由 k1(xi?xA)?k1xA 解出xA?xi?k2x0 k1

2.试分别列写图2-4(a)、(b)所示无源网络的微分方程式

i C i R1 Uc

Ur R2

(a)

i2

C2

i1 Ur R i R C2 Uc

(b)

解: 对于图(a)所示无源网络:

根据电压平恒 方程式,有:

?1?R1?C?i2dt???i?i1?i2? uc?R2i???ur?R1i1?uc(1)(2)(3)(4)

由1)式得: i2=1di1Cdi2 5)

把5)式代入2)式有:

i?i1?R1C 又,由4)式,有:

i1?ur?uc R1di1 6) dt 将i1代入6)式,再代入3)式,有: Uc?R2? 整理得:

R1uc?R2ur?R2uc?R1R2C??durduc??? dtdt???ur?uc1d?ur?uc??R1C?RR1dt?1?

即:

R1R2Cducdu??R1?R2?uc?R1R2Cr?R2ur dtdt 上式即为图(a)所示电路的微分方程式。

对于图()所示无源网络,同样,可以列出如下电压 平衡方程组:

?i?i1?i2??Ri1?Ri2?1i2dtC1????1 ur?i2dt?uc??C??u?Ri?1idt2??cC?2 由

1)2)3)4)

3)式得:

durduc???dt??dt5)

i2?C1?? 由

2)式得:

1idt2?RC16)

i1?i2?由6)式代入1)式有:

i?i1?i2?2i2?1i2dtRC1?7)

又,由4)式有:

ducdi1?R2?i dtdtC2??d2urd2?1?1 =RC1?2?2???2i2?i2dt? ?dt?C2?RC1?dt??d2urd2uc?2c1?dur =RC1?2?2???dt?c2?dt?dt1???C1?ur?uc? ??RC1C2 整理得:

?d2urd2uc?duc?dudu?2 RC2?RC1C2?2?2??2RC1r?r?c???ur?uc?即

dtdt?dt??dt?dtd2ucduRC1C22?R?2C1?C2?c?uc dtdt2d2urdu =RC1C22?2RC1r?ur

dtdt2 上式即为(b)所示电路的微分方程式。

§2-2线性系统的微分方程

一.已知f(t),求F(s)=?

1-tT1).f(t)?1-e11 F?s????1?ss?1?s?s??T?T?1Ts?0.12?1 2).f(t)?0.03(1?cos2t) F(s)?0.03??22??22ss?2??s?s?2??s50.866s?2.5153).f(t)?sin(5t?) F(s)?22e?

3s?5s2?52?4).f(t)?e?0.4tcos12t F(s)?5).f(t)?t???1?1?t?t0???

s?0.4?s?0.4?2?122?s?0.4

s2?0.8s?144.161??1?t0s?e?t0s F?s??s23s2?2s?86).已知F(s)? 求f????? f(0)?? f(?)?1, f(0)?0 2s?s?2??s?2s?4?二.已知F(s),求f(t)=?

2s2?5s?11).F(s)? f(t)?1?cost-5sint 2s?s?1?2).F(s)?s?4t? f(t)?17ecos(t?14)2s?8s?17

?e?4t?cost?4sint?


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