好文档 - 专业文书写作范文服务资料分享网站

自动控制原理课后习题答案第二章Word版

天下 分享 时间: 加入收藏 我要投稿 点赞

第 二 章

2-3试证明图2-5(a)的电网络与(b)的机械系统有相同的数学模型。

分析 首先需要对两个不同的系统分别求解各自的微分表达式,然后两者进行对比,找出两者之间系数的对应关系。对于电网络,在求微分方程时,关键就是将元件利用复阻抗表示,然后利用电压、电阻和电流之间的关系推导系统的传递函数,然后变换成微分方程的形式,对于机械系统,关键就是系统的力学分析,然后利用牛顿定律列出系统的方程,最后联立求微分方程。 证明:(a)根据复阻抗概念可得:

uo?uiR2?即

R2?1C2sR1C1sR1R2C1C2s2?(R1C1?R2C2?R1C2)s?1?R1R2C1C2s2?(R1C1?R2C2?R1C2)?11?C2sR?11C1s

d2u0du0d2uiduR1R2C1C22?(R1C1?R2C2?R1C2)?uo?R1R2C1C22?(R1C1?R2C2)i?uidtdtdtdt取A、B两点进行受力分析,可得:

dxidxodxdx?)?K1(xi?xo)?f2(o?)dtdtdtdt dxdxf2(o?)?K2xdtdt f1(整理可得:

d2xodxod2xidxf1f22?(f1K1?f1K2?f2K1)?K1K2xo?f1f22?(f1K2?f2K1)i?K1K2xidtdtdtdt

经比较可以看出,电网络(a)和机械系统(b)两者参数的相似关系为

K1

2-5 设初始条件均为零,试用拉氏变换法求解下列微分方程式,并概略绘制x(t)曲线,指出各方程式的模态。

1,f1C1R1,K21,f2C2R2?(1) 2x(t)?x(t)?t;

(2)x(t)?2x(t)?x(t)??(t)。???推荐精选

2-7 由运算放大器组成的控制系统模拟电路如图2-6所示,试求闭环传递函数Uc(s)/Ur(s)。

图2-6 控制系统模拟电路解:由图可得

U1?R1C1sR1?1C1s(?UiUo?)RoRo

UoR2?U2R0 U21?U1R0C2s

联立上式消去中间变量U1和U2,可得:

Uo(s)?R1R2??33Ui(s)RoR1C1C2s2?RoC2s?R1R2

o2-8 某位置随动系统原理方块图如图2-7所示。已知电位器最大工作角度?max?330,功率放大级放大系数为K3,要求:

(1) 分别求出电位器传递系数K0、第一级和第二级放大器的比例系数K1和K2; (2) 画出系统结构图;

(3) 简化结构图,求系统传递函数

?0(s)/?i(s)。

图2-7 位置随动系统原理图

推荐精选

分析:利用机械原理和放大器原理求解放大系数,然后求解电动机的传递函数,从而画出系统结构图,求出系统的传递函数。

K0?解:(1)

E?m?303300??1800?180V/rad11?

?30?103K1???3310?10

3?20?10K2???210?103

(2)假设电动机时间常数为Tm,忽略电枢电感的影响,可得直流电动机的传递函数为

Km?(s)?Ua(s)Tm?1

?1(rads)/V。 式中Km为电动机的传递系数,单位为?1K(V/rad?s),则其传递函数为 t又设测速发电机的斜率为

Ut(s)?Kt?(s)

由此可画出系统的结构图如下:

U?Us)U?i(112a(s)Ko s - - (s)UtKmKKK1 23 Tms?1 (3)简化后可得系统的传递函数为

Kt

?o(s)??i(s)1Tm1?K2K3KmKts2?s?1K0K1K2K3KmK0K1K2K3Km

?2t?tc(t)?1?e?e2-9 若某系统在阶跃输入r(t)=1(t)时,零初始条件下的输出 响应,

试求系统的传递函数和脉冲响应。

分析:利用拉普拉斯变换将输入和输出的时间域表示变成频域表示,进而求解出系统的传递函数,然后对传递函数进行反变换求出系统的脉冲响应函数。

R(s)?解:(1)

1s,则系统的传递函数

111s2?4s?2C(s)????ss?2s?1s(s?1)(s?2)

C(s)s2?4s?2G(s)??R(s)(s?1)(s?2)

(2)系统的脉冲响应

s2?4s?212L[G(s)]?L[]?L?1[1??]??(t)?e?t?2e?2t(s?1)(s?2)s?1s?2k(t)?

?1?12-10 试简化图2-9中的系统结构图,并求传递函数C(s)/R(s )和C(s)/N(s)。

推荐精选

自动控制原理课后习题答案第二章Word版

第二章2-3试证明图2-5(a)的电网络与(b)的机械系统有相同的数学模型。分析首先需要对两个不同的系统分别求解各自的微分表达式,然后两者进行对比,找出两者之间系数的对应关系。对于电网络,在求微分方程时,关键就是将元件利用复阻抗表示,然后利用电压、电阻和电流之间的关系推导系统的传递函数,然
推荐度:
点击下载文档文档为doc格式
8xzn7148zx68ub00wtu64vbt01gdv9005fu
领取福利

微信扫码领取福利

微信扫码分享