第一章习题答案1.自动控制：就是在人不直接参与的情况下，依靠外加装置或设备(称为控制装置或控制器)，使机械、设备或生产过程(称为被控对象)的某个工作状态或参数(称为被控量)自动地按照预定的规律运行，或使某个被控制的参数按预定要求变化。

给定量：它是人们期望系统输出按照这种输入的要求而变化的控制量。

故一般又称给定输入或简称输入。

上例中的调节器的给定值u g 即是给定输入。

扰动量：它是一种人们所不希望的﹑影响系统输出使之偏离了给定作用的控制量。

上例中给水压力变化或蒸汽负荷变化都属于扰动。

开环控制：指控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程，按这种方式组成的系统称为开环控制系统，其特点是系统的输出量不会对系统的输入量产生影响。

闭环控制：按照偏差进行控制的，其特点是不论什么原因使被控量偏离期望而出现偏差时，必定会产生一个相应的控制作用去减小或消除这个偏差，使被控量与期望值趋于一致。

复合控制：将闭环控制系统和开环控制系统结合在一起构成的开环-闭环相结合的控制系统，称为复合控制恒值控制：给定量是一定的，控制任务是保持被控量为一不变常数，在发生扰动时尽快地使被控量恢复为给定值。

随动控制：给定量是按照事先不知道的时间函数变化的，要求输出跟随给定量变化。

2.7. 自动控制系统的性能的要求：稳定性、快速性、准确性。

自动控制系统的性能的最基本要求：稳定性 第二章习题答案1. (a)22()()1()()d y t f dy t k y t t dtmdtmm++=F（b ）1211212()()()()k k k dy t y t t dtf k k k k +=++F（c ）42422()2()()dy t k dy t k t dtmdtm+=F2. (a) 22211221122122112()d u du dv R C R C R C R C R C u R C v dtdt dt++++=+（b ）233112211221232()d u du R C R C R C R C R C u dtdt++++2112211222()d v dv R C R C R C R C v dtdt=+++（c ）222220.251.5d u du dv u v dtdtdt++=+3. (a)2111212()(1)()c r U s R R C s U s R R C R R s+=++（b ）222222()21()31c r U s C R s R C s U s C R s R C s ++=++（c ）2211212()()()c r U s R U s R LC s L R R C s R R =++++4. (a)21212121221212212121()1()()()1f ff f s s k k k kY s f f f f f X s s s k kk kk +++=++++ （b ）21212112221212112212()()1()()1c r U s R R C C s R C R C s U s R R C C s R C R C R C s +++=++++5. 0.085d d i u ∆= 6. r d h Sh Q dt∆+=∆7．2232(),()432tts G s g t ees s --+==-++8. 2()142tty t eee--=-+9.（a ）21()()c r U s R U s R =-（b ）112212()(1)(1)()c r U s R C s R C s U s R C s++=-（c ）212()()(1)c r U s R U s R R C s =-+10.(1) 012180,3,211k k k π︒==-=-；(2) 略；(3)系统的闭环传递函数22301230123()11()1c M t Mr MMQ s k k k k T Q s s s k k k k k k k k k k =+++11.闭环传递函数32()0.7(6)()(0.90.7)(1.180.42)0.68c r Q s s Q s s K s K s +=+++++12.闭环传递函数12342363451234712348()()1G G G G C s R s G G G G G G G G G G G G G G G G =+++-13.传递函数21221)()(T s T s s K K s R s C +++=，2121)1()()(T s T s T s s s N s C ++-+=14.传递函数333222()1()561c r U s U s R C s R C s RC s =+++。

15.(a)122()()1G G C s R s G H-=-；(b)1231223123()()1G G G C s R s G G G G G G G =+++；(c)123141212321231442()()1G G G G G C s R s G G H G G H G G G G G G H +=+++++；(d)123412121232()()1G G G C s G R s G G H G H G G H =++++16.传递函数123434123212343()()1c r U s G G G G U s G G H G G H G G G G H =+++17.传递函数512233445122445122534434412332344344244332233244()(1)()1X s a a a a a a a a a a a a X s a a a a a a a a a a a ++-+=+-+++18. 略。

19. (a)1234231123312344342()()1G G G G C s R s G G H G G G H G G G G H G G H =-+-+；(b)123341111331231231133(1)()()1G G G G G G H C s R s G H G H G G G H H H G H G H ++=+-+-；(c)11212122()()13G G G C s R s G G G G -+=-++；(d)123211221233122()()1G G G C s R s G H G G H G G G G H G H +=++++-20. (a)12343121121322312312(1)()()1G G G G G G G H C s R s G G H G H G H G G G H H -+=++++3223431211213223123121()()1G H G H G H G H E s R s G G H G H G H G G G H H ++-=++++；(b)112301012311230101231212232()()1G G G G G G G G G G C s R s G G G G G G G G G G G G H H G G H +++=+++++++1212232112301012312122321()()1G G H H G G H E s R s G G G G G G G G G G G G H H G G H +++=+++++++21. (a)1213221213123(1)()()1G G G G G H C s R s G H G G G G G G G H++=++++21241342212131231(1)()()1G H G G G G G G G H C s N s G H G G G G G G G H--+++=++++；(b)()()(21)2(1)C s K sR s K s K =+++1()(2)()(21)2(1)C s s s N s K s K +=+++2()2()(21)2(1)C s KN s K s K -=+++；(c)24342342434()()1G G G G G G G C s R s G G G G ++=++42434()()1G C s N s G G G G =++第三章习题答案 3-1 单位脉冲响应)0(2)()]([)(g 21≥+-==---t eet s G L t ttδ3-12 K 1=21；K 2=0.183-13 （1）系统稳定，该系统三个特征根位于s 的左半平面；（2）系统不稳定；（3）系统稳定；（4）系统稳定。

3-14 （1）0<K<1.49；（2）K>6.59。

3-15 K>0.081。

3-36⎩⎨⎧=∆≈≈⇒⎩⎨⎧==%)5()(2.1.3%16%5.50s n s t σωξ第四章习题答案1. 将各点坐标代入根轨迹相角条件，可得()0.30j -+在根轨迹上，()1j -+，()0.70j -+，()23j -+不在根轨迹上。

2.把11s =-+()()11111(1)(2)(4)G s H s ss s ∠=-∠+-∠+-∠+906030360︒︒︒︒=---=-，满足相角条件，所以点1s 位于根轨迹上。

利用幅值条件111(1)(2)(4)12r K s s s =+++=。

∵1232(1)(2)(4)(1)(21)(41)s s s s s s =++++++∴开环增益32K =。

3. （1）渐近线斜率为90θ︒=±，在实轴上的截距为0a σ=。

分离点为0.47-。

（2）分离点为0.59-和 3.41-。

（3）渐近线斜率为60θ︒=±，在实轴上的截距是23a σ=-。

分离点为13-。

（4）分离点为0.53-4.（1）分离点为 1.62-，出射角为153.4︒±（2）分离点为0.88-，入射角为63.4︒± 5.（1）分离点为0.17-，会合点为 5.83-。

（2）K r =4，3s =-±6.（1）分离点为0.45-，渐近线60,180θ︒︒=±±，与实轴交点 1.33-，根轨迹与虚轴的交点为± （2）0.6312r K <<（3）12r K =，ω=（4） 1.828r K =，()21.828( 3.25)(0.750.5625)s s s s Φ=+++7.（1）分离点为 2.9-和17.1- （2）5r K =，0.707ξ=，55s j =-±（3） 3.5 2.78s j =-±，0.78ξ=，% 1.9%σ=，s 0.86t s =8.（1）实轴上的分离点是21.13-；根轨迹与虚轴的交点为：70.7j ±； 渐近线：与实轴夹角60,180θ︒︒=±，在实轴上的截距a 50σ=-； （2）临界稳定的开环增益为c 150K =； （3）开环增益为9.62K =。