控制作业题答案1.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑控制作业题答案1 习题与解答 第一章绪论 1-2什么是内反应？为什么说内反应是使机械系统纷繁繁杂的主要理由？ 解：内反应是指在系统内存在着的各种自然形成的反应它主要由系统内部各个元素之间的相互耦合而形成内反应反映系统内部各参数之间的内在联系，其存在对系统的动态特性有分外敏锐的影响，而机械系统存在的内反应处境千差万别、错综繁杂，因此使得机械系统纷繁繁杂 1-5什么是外反应？为什么要举行反应操纵？ 解：外反应是指人们为了达成确定的目的，有意参与的反应闭环操纵系统的工作是基于系统的实际输出与参考输入间的偏差之上的在系统存在扰动的处境下，这种偏差就会展现举行适当的反应操纵正好能检测出这种偏差，并力图减小这种偏差，而最终使得偏差为零事实上，反应操纵仅仅需为无法预计的扰动而设计，由于对可以预知的扰动，总可以在系统中加已校正 1-14试说明如图（题1. 14. a)所示液面自动操纵系统的工作原理若将系统的布局改为如图（题1. 14. b）所示，将对系统工作有何影响？ 解 图（题1．14．a）所示是一种液面自动操纵系统，以保征液面高度不变。

水通过阀门操纵面进人水箱，当水位不断上升时，通过浮于，经杠杆机构使阀门关小，裁减进水流量当水位下降时，通过浮子反应，经杠杆机构使阀门开大这一闭环操纵系统，是用浮于作操纵器来对比实际被面高度和所梦想的液面高度，并通过杠杆机构来操纵阀门的开度，对偏差举行修正，从而保持液面高度不变，其操纵方框图如图（题1. 14．c）此系统为一负反应系统 图（题1.1 4. c） 而图（题1.14．b））中，水通过阀门操纵而进入水箱，当水位过高时，通过浮子反应，经杠杆机构使阀门开大，增大进水流量当水位下降时，通过浮子反应，经杠杆机构使阀门关小这一闭环 操纵系统，用浮子作操纵器来对比实际液面高度和所梦想的液面高度，并通过杠杆机构来操纵阀门的开度，但反应的结果使偏差增大，此系统为一正反应系统其操纵方框图亦如图(题1. 1 4．c)，但由于引入了不适当的正反应，使得系统不稳定，无法达成液面自动操纵的目的 1 第2章 系统的数学模型 2.1 什么是线性系统?其最重要的特性是什么?以下用微分方程表示的系统中,统输入,哪些是线性系统? x表示系统输出,x表示系 oi 解: 只要能用线性微分方程描述的系统就是线性系统。

线性系统的一个最重要特性就是它得志叠加原理该题中（2）和（3）是线性系统 2.2 图（题2.2）中三同分别表示了三个机械系统求出它们各自的微分方程，图中表示输出位移，假设输出端无负载效应 x表示输入位移，xio 图(题2.2) 解: (1)对图(a)所示系统，由牛顿定律有 即 ??x?)?cx??m?? c(xx1io2oo??(c?c)x? ?o?cxm?xo121i2.3求出图(题2.3)所示电系统的微分方程 2 图（题2.3） 解:(1)对图(a)所示系统,设 i为流过R的电流,i11为总电流,那么有 1u?Ri??idt C u?u?Ri 1 u?u??(i?i)dtC o22io11io1 1消释中间变量,并化简有 1CR????(1??)u?CRuuCRRC1RC)??(??u?u?CRu??CRRC1112oo22222112iii1221o 2.4 求图(题2.4)所示机械系统的微分方程。

图中M为输入转矩, Cm为圆周阻尼，J为转动惯量 解：设系统输入为M（即），输出?(即)，分别对圆盘和质块举行动力学分析，列写动力学方程如下： ??Rk(R??x) ???C?M?J?m 3 消 除 ??c?? k(R??x)?m?xx间 变 量 中 x,即 2可得到系统动力学方程 2????(Rkm?Cc?KJ)????k?mJ??(mC?cJ)?（cR?C）????cM??KM?mM(4)mmm2.7 已知系统的动力学方程如下,试写出它们的传递函数Y(s)/R(s) （1）（2）（3） ?y??(t)?15??(t)?50y?(t)?500y(t)???(t)yr?(t)?2r?(t)?25y?(t)?0.5r?(t) 5?y??(t)?25y?(t)?0.5r(t) y （4） ??(t)?3y?(t)?6y(t)?4?y(t)dt?4r(t)y22 解：根据传递函数的定义，求系统的传递函数，只需将其动力学方程两边分别在零初始条件下举行拉式变换，然后求Y(s)/R(s)。

(1) sY(s)?15sY(s)?50sY(s)?500Y(s)?sR(s)?2sR(s) 3s?2s? Y(s)/R(s)?2??50s?50015ss22 (2) 5sY(s)?25sY(s)?0.5sR(s)2 ? 0.5sY(s)/R(s)?25s?25s (3) sY(S)?25sY(s)?0.5R(s) 2 ? 0.5Y(S)/R(s)?2s?25s (4) 1sY(s)?3sY(S)?6Y(s)?4Y(s)?4R(s)s2 4s ? Y(s)/R(s)?32s?3s?6s?4 4 2.15 若系统传递函数方框图为图（题2.15） (1) 求以 R(s)为输入，当 N(s)?0时，分别以 C(s)、Y(s)、B(s)、E(s)为输出的闭环传递函数； (2) 求以 N(s)为输入，当 R(s)?0时，分别以C(s)、Y(s)、B(s)、E(s)为输出的闭环传递函数； (3) 对比以上各传递函数的分母，从中可以得出什么结论？ 图(题2.15) 解:(1)求以 R(s)为输入，当N(s)?0为输出,有 时: 若以 C(s)G1(s)G2(s)C(s)?G(s)?R(s)1?G1(s)G2(s)H(s)C 若以 Y(s)为输出,有 G1(s)Y(s)?G(s)?R(s)1?G1(s)G2(s)H(s)Y若以 B(s)为输出,有 B(s)G1(s)G2(s)H(s)?G(s)?R(s)1?G1(s)G2(s)H(s)B若以 E(s)为输出,有 E(s)1?G(s)?R(s)1?G1(s)G2(s)H(s)E 5 — 7 —。