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几个开环与闭环自动控制系统系统地例子

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2-1 试求出图P2-1中各电路的传递函数。

图P2-1

2-2 试求出图P2-2中各有源网络的传递函数。

图P2-2

2-3 求图P2-3所示各机械运动系统的传递函数。 (1)求图(a)的 (3)求图(c)的

Xc?s?X?s??? (2)求图(b)的c?? Xr?s?Xr?s?X2?s?X?s??? (4)求图(d)的 1?? X1?s?F?s?

图P2-3

2-4 图P2-4所示为一齿轮传动机构。设此机构无间隙、无变形,求折算到传动轴上的等效转动惯量、等效粘性摩擦系数和W?s???2?s?M?s?。

图P2-4 图P2-5

2-5 图P2-5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W?s??

2-6 图P2-6所示为一用作放大器的直流发电机,原电机以恒定转速运行。试确定传递函数Uc?s??W?s?,设不计发电机的电枢电感和电阻。 Ur?s?ur?s???s?。

图P2-6

2-7 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。

X1?s??Xr?s?W1?s??W1?s??W7?s??W8?s??Xc?s?

X2?s??W2?s??X1?s??W6?s?X3?s?? X3?s???X2?s??Xc?s?W5?s??W3?s? Xc?s??W4?s?X3?s?

2-8 试分别化简图P2-7和图P2-8所示的结构图,并求出相应的传递函数。

图P2-7 图P2-8

2-9 求如图P2-9所示系统的传递函数W1?s??Xc?s?X?s?,W2?s??c。 Xr?s?XN?s?

图P2-9

2-10 求如图P2-10所示系统的传递函数。

图P2-10

2-11 求图P2-11所示系统的闭环传递函数。

图P2-11 图P2-12

2-13 画出图P2-13所示结构图的信号流图,用梅逊公式求传递函数:W1?s??W2?s??Xc?s?。 N?s?Xc?s?,Xr?s?

图P2-13

2-14 画出图P2-14所示系统的信号流图,并分别求出两个系统的传递函数

Xc1?s?Xc2?s?,。 Xr1?s?Xr2?s?

图P2-14

3-1 一单位反馈控制系统的开环传递函数为WK?s??1。 s?s?1?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。 3-2 一单位反馈控制系统的开环传递函数为WK?s??Kk,其单位阶跃响应曲线如图

s??s?1?P3-1所示,图中的Xm=1.25,tm=1.5s。试确定系统参数Kk及 ? 值。

图P3-1

2?n3-3 一单位反馈控制系统的开环传递函数为WK?s??。已知系统的x(=1(t),rt)

s?s?2??n?误差时间函数为e?t??1.4e?1.7t?0.4e?3.73t,求系统的阻尼比?、自然振荡角频率?n、系统的开环传递函数和闭环传递函数、系统的稳态误差。

3-4 已知单位反馈控制系统的开环传递函数为WK?s??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。

Kk,试选择Kk及?值以满足下列

s??s?1?

3-5 已知单位反馈控制系统的闭环传递函数为WB?s??2?n2s2?2??ns??n,试画出以?n为常

数、?为变数时,系统特征方程式的根在s复平面上的分布轨迹。

3-6 一系统的动态结构图如图P3-2所示,求在不同的Kk值下(例如,Kk=1、Kk=3、Kk=7)系统的闭环极点、单位阶跃响应、动态指标及稳态误差。

图P3-2

3-7 一闭环反馈控制系统的动态结构图如图P3-3所示。 (1)求当?%≤20%、tS(5%)=1.8s时,系统的参数K1及?值。

(2)求上述系统的位置误差系数Kp、速度误差系数Kv、加速度误差系数Ka及其相应的稳态误差。

图P3-3

3-8 一系统的动态结构图如图P3-4所示。 求 (1)?1?0,?2?0.1时,系统的?%、ts(5%)

(2)?1?0.1,?2?0时,系统的?%、ts(5%)

(3)比较上述两种校正情况下的暂态性能指标及稳态性能。

几个开环与闭环自动控制系统系统地例子

2-1试求出图P2-1中各电路的传递函数。图P2-12-2试求出图P2-2中各有源网络的传递函数。图P2-22-3求图P2-3所示各机械运动系统的传递函数。(1)求图(a)的(3)求图(c)的Xc?s?X?s???(2)求图(b
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