轮机自动化基础第7章课后题答案(武理工).ppt

ST,,,,,,,1-4．如图所示为一水位控制系统试分析该系统的工作原理， 画出系统的方块图，并说明被控对象，给定值，被控量和扰动 量分别是什么？控制器和执行器是什么？,,解：工作原理：该水位控制系统中被控对象水柜中的水经出水阀 从出水管道流出，补给水Q1不断地从进水管道流入浮子、电位计、 电动机和控制阀等组成了一个简单的水位控制器当流出水量Q2大 于流入水量Q1时，水位下降，则浮子下降，带动滑动电位计使其上 移，使电动机的电位上升，电动机转速增加，带动控制阀动作使其 开大，从而进水量增加，直到进水量Q1重新等于出水量Q2，水位稳 定不变若Q2小于Q1，则动作相反 系统方块图：,被控对象：水箱；给定值：设定的水位或者相对应的电位计电位； 被控量：水位；扰动量：出水流量Q2；控制器：电位计； 执行器：电动机和控制器已知,，求,2-9求图中所示系统方块图的传递函数解：原图可可等效为,削去中间变量，得到该图的传递函数为：,,5-5 已知二阶系统如下图所示，为使系统的最大超调量为5%，过渡过程时间为4s，试确定其 及 的值 解：该系统的闭环传递函数为： 由题可知该系统为欠阻尼状态，则,,解得,,5-9 试用劳斯判据确定使下图所示系统稳定的K值范围。

解：系统的闭环传递函数为： 闭环特征方程式为：s3+3s2+2s+K=0 则对应的劳斯表如下：,,s3 1 2 s2 3 K s1 (6-K)/3 s0 K 为了使系统稳定第一列元素必须均大于0，得 (6-K)/30且K0,所以K的取值范围为0K65-15 已知系统的方块图如下图所示，当输入r(t)=1+t,扰动f(t)=1(t)时，试求此系统的总静差 解：1、输入r(t)静态误差，令f(t)=0 ,系统开环函数为,,利用误差通用公式计算： 算出e1=0.1 2、扰动信号下的静态误差，令r(t)=0，闭环传递函数为,,扰动F(s)=1/s 又因为系统为单位反馈，所以 总静差为,,7-3 已知单位反馈系统的开环传递函数为 当输入为 时，试求系统的稳态输出 解：系统的输出,,7-6 求出下图对数幅频特性图对应的传递函数（系统为最小相角系统）解：依据图形可知，该系统由比例环节和两个惯性环节组成，且有等式： 从而可得系统的传递函数为,,7-8 试用奈奎斯特判据判别具有图7-63所示开环幅相频率特性的闭环系统的稳定性如果系统不稳定，则求出闭环右根个数。

P为开环右根个数）图见课本P224 解(a) P=0,N=N++N-, Z=P-2N，闭环2个右根（不稳定）； (b) P=0，N=N+-N-=-2，Z=P-2N=4，闭环4个右根（不稳定）； (c) P=1，N=N+-N-=1/2，Z=P-2N=0，系统稳定7-9 试判别具有图7-64开环幅相特性的闭环系统的稳定性如系统不稳定，则求出闭环右根个数（P为开环右根个数）图见课本P225 解 (1)沿逆时针补齐3π/2圆弧 P=0，N=N+-N-=-1，Z=P-2N=2，闭环2个右根（不稳定）； (2)沿逆时针补齐π圆弧 P=2，N=N+-N-=1，Z=P-2N=0，闭环稳定7-12 已知系统的开环传递函数为 试确定幅值裕量为20dB时的K值 解：化为典型环节形式，依题意有,,,。