1.试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。
2.如题图1-1(a)、(b)所示两水位控制系统,要求:
•画出方块图(包括给定输入量和扰动输入量);
•分析工作原理,讨论误差和扰动的关系。
图1-1
3.如题图1-2所示炉温控制系统,要求(1)指出系统输出量、给定输入量、扰动输入量、被控对象和自动控制器的各组成部分并画出方块图;(2)说明该系统是怎样得到消除或减少偏差的。
图1-2
4.举出五个身边控制系统的例子,试用职能方块图说明其基本原理,并指出是开环还是闭环。
5.双输入控制系统的一个常见例子是由冷热两个阀门的家用沐浴器。
目标是同时控制水温和流量,画出此闭环系统的方块图,你愿意让别人给你开环控制的沐浴器吗?
1.试求下列函数的拉氏变换 (1) )(1)2()()54()(t t t t t f ⋅+++=δ (2))4(1)453sin(6)(π
-⋅-=t t t f
(3))8sin 25.08(cos )(6t t e t f t +=- 2.试求下列函数的拉氏反变换 (1))
3)(2(1
)(+++=
s s s S F
(2)1
)(-=-s e S F s
(3))
2()1()(2++=s s s
S F
(4)4
4
)(2
++=
s s S F 3.对题图2-1所示的控制系统,计算,。
图2-1
4.系统结构如题图2-2所示。
试分别用结构图化简方法和梅逊公式法求传递函数。
图2-2
5.系统结构图如题图2-3所示。
求传递函数
及。
图2-3
6.试列写题图2-4所示双输入-双输出机械位移系统的微分方程并画出系统结构图。
图2-4
第三章
1.考虑一个单位反馈控制系统,其闭环传递函数为
(1)试确定其开环传递函数G(s)。
(2)求单位斜坡输入时的稳态误差。
2.已知单位反馈系统的单位阶跃响应为,求
(1)开环传递函数;
(2);
(3)在作用下的稳态误差。
3.设单位反馈控制系统的开环传递函数为,已知系统在单位阶跃作用下的
误差响应为。
试求系统的阻尼比,自然频率和在单位斜坡输入作用下的稳态误差。
4.设题图3-1(a)所示系统的单位阶跃响应曲线如图3-1(b)所示,试确定参数K1、K2和a的数值。
(b)
题图3-1
5.设复合控制系统如题图3-2所示,要求:
(1)计算扰动n(t)=t引起的稳态误差;
(2)设计Kc,使系统在r(t)=t作用下无稳态误差。
图3-2
6.已知系统结构如题图3-3所示,试求:当r(t)=t,n(t)=1(t)时的稳态误差。
图3-3
7.设单位反馈系统的开环传递函数为
)
11.0(500
)(+=
s s S G
当下列输入时,求其稳态误差
(1)2
)(2
t t x i =
(2)2221)(t t t x i ++=
8.某单位反馈系统,其开环传递函数为
)
11.0(10
)(+=
s s S G
(1)试求静态误差系数a v p k k k ,,
(2)当输入为2
2102
)(t a t a a t xi +
+=时,试求系统的稳态误差。
9.如图3-4所示系统,当t t x i 210)(+=时,试求系统的稳态误差;
当)6sin()(t t x i =时,试求稳态时误差的幅值。
10.某系统的方块图如图3-5所示。
图3-4
(1)当输入t t x i 10)(=时,试求其稳态误差;
(2)当输入2364)(t t t x i ++=时,试求其稳态误差;
第四章
1.设控制系统的开环传递函数为
• 试分析不同K 值时系统的稳定性; • 确定当
,
0.75时系统的幅值裕量。
2.最小相角系统对数幅频渐进特性如题图4-1所示,请确定系统的传递函数。
题图 4-1
3.系统结构图如题图4-2所示,试用奈魁斯特判据判别其稳定性。
图4-2
4.设单位反馈控制系统的开环传递函数为
图3-5
• 绘制
时系统的伯德图;
• 确定使系统在闭环时处于临界稳定的速度误差系数; • 确定幅值裕量为
10分贝时的速度误差系数及相应的相角裕量。
5.画出下列传递函数的伯德图
(1))
11.0)(15.0(20
)(++=
s s s S G
(2))
104.0)(14.0(2)(2
++=s s s S G
(3))
14()
16.0(50)(2
++=
s s s S G (4))
10016()
1)(12.0(5.7)(2
++++=
s s s s s S G 6.某单位反馈系统的开环传递函数
1
10
)(+=
s S G 试求以下列输入时输出o x 的稳态响应表达式。
(1))30sin()( +=t t x i (2))452cos(2)( -=t t x i 7.某单位反馈系统的开环传递函数
2
)
1(1
)(+=
s s S G
试求其剪切频率c ω,并求出频率对应的相角 8.试求出下列系统的乃氏图
(1))
12)(1(1
)(++=
s s S G
(2))
12)(1(1
)(2
++=
s s s S G (3))
1001.0)(1005.0()
1025.0)(12.0()(2++++=
s s s s s S G
第五章
1.设)
1(10
)(-=
s s S G ,s K S H n +=1)(,试确定闭环系统稳定时的n K 的临界值。
2.对于下列系统,试画出其伯德图,求出相角裕量γ和增益裕量,并判其稳定性。
(1))
10047.0)(103.0(250
)()(++=
s s s S H S G
(2))
10047.0)(103.0)(110()
15.0(250)()(++++=
s s s s s S H S G
3.设单位反馈系统的开环传递函数为
)
10)(2()
5.0(10)()(2
+++=
s s s s K S H S G 试用乃氏判据确定系统在K=1和K=10时的稳定性。
4.设单位反馈系统的开环传递函数为
)
2)(1()()(++=
s s s K
S H S G
试确定使系统稳定的K 值范围。
5.试判断下列系统的稳定性
(1))
5)(1(10
)()(+-=
s s s S H S G
(2))
32)(1()
1(10)()(+-+=
s s s s S H S G
第六章
1.某系统的开环传递函数)
1005.0)(1007.0)(19.0()
11.0(360)(0++++=
s s s s s S G ,要求近似保持上述系统的过渡过
程时间和稳定裕度不变,使它的速度误差等于
1000
1
,试设计校正环节。
2.设单位反馈系统的开环传递函数为
要求校正后系统的相角裕度为
,幅值裕度在30-50dB,试设计串联校正装置。
3.设单位反馈系统的开环传递函数
若要求校正后系统的静态速度误差系数,相角裕度为,试设计校正装置。
4.某单位反馈系统的开环传递函数)
15.0()(0+=
s s K S G ,欲使系统开环放大倍数1
20-=s K ,相位裕度不
小于
50,幅值裕度不小于10dB ,试求系统的校正装置。
4.某单位反馈系统的开环传递函数)
15.0)(1()(0++=s s s K S G ,欲使5=v K ,相位裕度不小于
40,幅值裕
度不小于10dB ,试求系统的校正装置。