2022年机械控制工程基础课后答案-董玉红、徐莉萍主编.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 机械掌握工程课后答案 1-1 机械工程掌握论的讨论对象与任务是什么 . 解机械工程掌握论实质上是讨论机械一r_程技术中广义系统的动力学问题；详细地讲,机械工程掌握论是讨论机械工程广义系统在肯定的外界条件作用下,从系统的肯定初始条 件动身,所经受的由内部的固有特性所打算的整个动态历程；讨论这一系统及其输入、输出二者之间的动态关系；机械工程掌握论的任务可以分为以下五个方面 : 1当已知系统和输人时,求出系统的输出 响应 ,即系统分析； 2当已知系统和系统的抱负输出,设计输入,即最优掌握； 3当已知输入和抱负输出,设计系统,即最优设计； 4当系统的输

2、人和输出己知,求系统的结构与参数,即系统辨识； 5输出已知,确定系统,以识别输入或输入中的有关信息,即滤波与猜测； 1.2 什么是反馈 .什么是外反馈和内反馈 . 所谓反馈是指将系统的输出全部或部分地返送回系统的输入端,并与输人信号共同作用 于系统的过程,称为反馈或信息反馈；所谓外反馈是指人们利用反馈掌握原理在机械系统或过程中加上一个人为的反馈,构成 一个自动掌握系统；所谓内反馈是指很多机械系统或过程中存在的相互藕合作用,形成非人为的“ 内在” 反 馈,从而构成一个闭环系统； 1.3 反馈掌握的概念是什么.为什么要进行反馈掌握. 所谓反馈掌握就是利用反馈信号对系统进行掌握；在实际中,掌握系统可

3、能会受到各种无法估计的干扰；为了提高掌握系统的精度,增强 系统抗干扰才能,人们必需利用反馈原理对系统进行掌握,以实现掌握系统的任务； 1.4 闭环掌握系统的基本工作原理是什么 . 闭环掌握系统的基本工作原理如下 : 1检测被掌握量或输出量的实际值； 2将实际值与给定值进行比较得出偏差值； 3用偏差值产生掌握调剂作用去排除偏差；这种基于反馈原理,通过检测偏差再订正偏差的系统称为闭环掌握系统；通常闭环掌握 系统至少具备测量、比较和执行三个基本功能；1.5 对掌握系统的基本要求是什么 . 对掌握系统的基本要求是稳固性、精确性和快速性；稳固性是保证掌握系统正常工作的首要条件；稳固性就是指系统动态过程的

4、振荡倾向及 其复原平稳状态的才能；精确性是衡量掌握系统性能的重要指标；精确性是指掌握系统的掌握精度,一般用稳态 误差来衡量；快速性是指当系统的输出量与输入量之间产生偏差时,系统排除这种偏差的快慢程度；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2-1 a. 设回流电流为it1 Cidtu0t由电压定律有：u i同时：u0tR idtu0 tu it1u0tCRd uit1u 0tdu0tdtRCdtd u0t1u0td uitdtRCdtb . 解：对x0t左端：FBdxitx0tdt对x0t右端：FKx0tBdxitx0t

5、Kx0tdtd x0 tKx0tdxitdtBdtc . 设R 1C 两端电压为uRCt名师归纳总结 由电压定律有：u i tuRCtu0tCd uRCt第 2 页,共 10 页又R 1及电容并联的电流为iRCuRCtR 1dtiR2u0 tR 2u0 tuRC tCd uRCtR 2R 1dt1u itu0 tu i tR 1u 0 tCd ui tu 0 tR 2dtCdu 0 t11u0tCdu i tdtR 1R 2dtR 1- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - d . 解：名师归纳总结 对x0t左端：FBdxitx0tk1x iitx0t第 3

6、页,共 10 页dt对x0t右端：FK2x0tBdxi tx0tk1x itx0tK2x0 tdtBd x0tk1k2x0tBdxitk1xitdtdte . 设回流电流为i由电压定律有：u itR 1iu0t1 同时：u0tR 2i1idtC由（1）iuitRu0t1u0tR 2uitRu0t1uitRu0tdtC11d u0tR2dui td u0 t1 uitu0 tdtR 1dtdtR1 Ct1R2du0tR2du0tR2duit1u iR 1dtR 1dtR 1dtR1 CR 1R2Cd u0tR1Cdu0tR2Cd uituitdtdtdt- - - - - - -精选学习资料 -

7、 - - - - - - - - .f 解：设k2右端的位移为xk2对x0t 左端：Fk1x itx0t对x0t 右端：FBdx0txk2 tdtBdx0 txk2 tk 1x i tx0t 1dt对k2左端：F k2Bdx0 tdtxk2 t对k2右端：F k2k2xk2 tBdx0 txk2 tk2xk2 t 2 dt由 1、2 有：xk2tk 1xi tx0tk2代入（1）Bdx 0tBd xk2 tk 1x itx0tdtdtBdx 0tBk 1dx itx0tk 1xitx0 tdtk2dtBdx 0tBk 1d x0 tk 1x0tBk 1dx itk 1x i tdtk2dtk2

8、dtk1k2Bdx 0 tk 1k 2x0tBk 1dx i tk 1k2x i tdtdt2-2 名师归纳总结 1 Fs Lft11位移11-s11第 4 页,共 10 页ssTsT- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2 ft0 .030.03cos2 t名师归纳总结 Fs Lf t0 .0310.03s2s22s20.03s2s24-s2s0 . 124）第 5 页,共 10 页ss 4）s23 ftsin5 t3sin（5t155f ts2525t15e15sFs L254 cos 12t及复位移04.Fs Lf t（ss04.14404.）- -

9、 - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2.5m 1x3tK1x3tx2tBx 3 txtK2x 1tx2 t2m2xtK1x 3tx2tBx3tx 2t2两边进行拉氏变换：m1 s2X3s k1X3sk 1X2s BsX3s BsX2s （2）m2s2X2sk 1X3s k1X2s BsX3sBsX2s K2X1s-K2X2sm1 s2X3s k1X3s BsX3sk 1X2s BsX2s （1）k1X3s BsX3s K2X1sm2s2X2sBsX2sK2X2s k1X2s由（1）X2s m1s2Bsk1X3s Bsk 1代入（2）k1X3s BsX3s K2

10、X1sm22 sBsK2k 1m1 s2Bsk1X3s Bsk1m22 sBsK2k 1m1 s2Bsk1X3s （-k1Bs）X3s K2X1sBsk1X3s K2X1s m2s2BsK2k 1m1s2Bsk1（-k1Bs）Bsk1K2Bsk 1m2s2BsK2k1m1s2Bsk1（-k1Bs） Bsk 131 时间响应：在输入作用下,系统的输出（响应）在时域的表现形式；3.2,脉冲响应的拉氏变换等于传递函数乘以脉冲信号的拉氏变换,由于脉冲信号的拉氏变换为 1,所以脉冲响应的拉氏变换等于传递函数；3.3 一阶系统的阶跃响应为x ot1et,t0T23.4典型二阶系统Gss22ns2nn阻尼比

11、及系统的无阻尼固有频率是系统的两个重要参数；它们打算着系统的时间响应特性；二阶系统的阻尼比打算了其振荡特性；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3-5 欠阻尼二阶系统单位阶跃响应曲ct11e2ntsindt,t20arccos12dnarctg12 xo t 1.8 =0.2 1.6 =0.4 1.4 =0.6 1.2 =0.8 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 tp5 t10 15 欠阻尼二阶系统单位阶跃响应曲线1 1 c t1 1ntent,1t02e21ntnt,t01ct12 1211e21 21224

12、-1 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 系统传递函数：s11/ss1 s121/1 频率特性：jj122A ）142）-a rctg2 1、当r tsin2 t 时j210.35 ,8j2gt12452ct0 .35sin2t45（见 PPT）4-2 1 开环频率特性：2j1 2j1 幅频特性：212142相频特性：名师归纳总结 -a rctana rctan1第 8 页,共 10 页2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - Nyquist Diagram1.510.5agina

13、ryAxis Im0-0.5-1-1.5-1-0.500.511.52Real Axis图 1 4-7 闭环传递函数为：s1Gs 0.053 s0102s10Gs . 15sj0.05 j3102j100.15 j10 100.152j0.053. A 100. 152100.05322令dA 0 ,可求得谐振频率dr8.165rad. s1,代入A得Mr1 . 8385.1 什么是系统的稳固性.掌握系统稳固的充分必要条件是什么系统的稳固性是指 :系统受到扰动作用时,输出偏离平稳状态,当扰动排除后,如系统在 足够长的时间内能复原到其原先的平稳状态或趋于一个给定的新平稳状态,就该系统是稳 定的；反之,系统是不稳固的；系统稳固的充分必要条件是:系统的全部特点根都具有负实部,即系统闭环传递函数的全部极点均位于 s平面的左半平面；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5-9 名师归纳总结 Gj 112jj12第 10 页,共 10 页2j 1A 142142121arctan2arctan 28由1,有0 180cc由g180 o,求得g1 . 13Kg1g.1 5A - - - - - - -