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(完整word版)自动控制原理邢春芳第3章习题参考答案(word文档良心出品).pdf

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1、参考答案3-1.设温度计需要在一分钟内指示出响应值的98%，并且假设温度计为一阶系统，求时间常数T。如果将温度计放在澡盆内，澡盆的温度以10/minC的速度线性变化，求温度计的误差。解：()()98%c tc，41mintT，0.25T；()10r tt，()10()tTc ttTe，()()()10()tTe tr tc tTe，lim()102.5sstee tT3-2已知单位负反馈系统的开环传递函数为4()5G ss求系统的单位阶跃响应。解：24()54sss，1()R ss，21444133()()()(54)(4)(1)41C ssR ss sss sssss；414()133ttc

2、 tee3-3.已知单位负反馈系统的开环传递函数为1()(1)G ss s求系统的上升时间rt、峰值时间pt、超调量%和调整时间st。解：2()1()1G sR sss，2121nn，10.5n，210.866d，arccos602.42rdts，3.63pdts，21%100%16%e，48snts 3-4.已知系统的单位阶跃响应:为6010()10.21.2ttc tee，试求：（1）系统的闭环传递函数；（2）系统的阻尼比和无阻尼自然振荡频率n。解：10.21.2600()6010(60)(10)C sssss ss，1()R ss，2()600()70600C sR sss，260027

3、0nn，24.51.43n3-5.已知单位负反馈系统的开环传递函数为：()(1)KG ss Ts当()()r tt 时，系统的动态性能指标%30%，0.3(5%)sts，求系统K、T值以满足动态指标。解：22()1()KC sKTKR sTssKssTT，30.3snt，12nT，10n，0.05T21%0.3e，0.35，28.6n，2817.96nKT，40.9K3-6.闭环系统的特征方程如下，试用老四判据判断系统的稳定性。（1）322091000sss（2）4328181650ssss解：（1）322091000sss列劳斯表如下：321019201004100ssss系统稳定（2）43

4、28181650ssss列劳斯表如下：432101185816165216165sssss系统稳定3-7.已知单位负反馈系统的开环传递函数为()(4)(10)KG ss ss（1）试确定系统稳定时的K值范围；（2）确定使闭环极点的实部不大于-1 的K值范围。解：（1）系统的闭环传递函数为32()1440KssssK特征方程为：3214400sssK列劳斯表如下：文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 Z

5、K4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7

6、ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7

7、 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X

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9、X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G

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11、G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q132101401456014ssKKssK若使系统稳定，则有5600,014KK，所以0560K。（2）令 1ss，代入()(4)(10)KG ss ss得：()(1)(3)(9)KG ssss闭环传递函数为：32()11 15 27KssssK特征方程为：3211 15 270sssK列劳斯表如下：321

12、011511271921127ssKKssK若使系统稳定，则有1920,(27)011KK，所以27192K。3-8.已知系统的结构如题图3.1 所示，试问取值多少，系统才能稳定？()R s110()ss()C s11ss题图 3.1 解：22110(1)10(1)()10(10)ssG sssss sss32210(1)()101010ssssss列劳斯表如下：321310110(1 10)1010sssbs若使系统稳定，3110(1 10)100110b，即0。文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10

13、B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL1

14、0B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL

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16、L10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3

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18、 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A

19、3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q13-9.已知单位反馈控制系统的开环传递函数如下。试求各系统的静态位置误差系数pK、速度误差系数vK 和加速度误差系数aK，并确定当输入信号为()()r tt，2t，2t 和212tt时系统的稳态误差ss

20、e。（1）20()(0.11)(0.21)G sss；（2）200()(2)(10)G ss ss；（3）2210(21)()(410)sG ssss；（4）2()(4200)KG ss ss解：（1）20()(0.11)(0.21)G sss010202301lim()()201210,lim()()0lim()()0sspsvsssssasReKG s H sKKsG s H seeKs G s H s，所以sse（2）2002()(2)(10)(0.51)(0.11)G ss sssss100202300lim()()1,lim()()100.2lim()()0sspsvsssassse

21、KG s H svKsG s H seKKs G s H se，所以sse（3）222210(21)(21)()(410)(0.10.41)ssG sssssss01202030lim()()02,lim()()0lim()()12psssvsssasssaKG s H seKsG s H seaKs G s H seK，所以2sse（4）2()(4200)KG ss ss闭环传递函数为：32()4200KssssK特征方程为：3242000sssK列劳斯表如下：3210120048004ssKKssK系统稳定的条件为：0800K文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 Z

22、K4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7

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29、lim()()0psssvsssaasssKG s H sevKKsG s H seKKKs G s H se，所以sse3-10已知系统的结构图如题图3.2 所示，若使系统满足阻尼比0.7 和单位斜坡函数输入时稳态误差sse=0.25，试确定参数K和的取值。()R ss()C s(2)Ks s题图 3.2 解：22()12(1)2KKKG sssK sssK，所以2()(2)KssKsK222nnKK又因为20.25ssKeK解之得：31.6,0.186K3-11.已知系统的结构图如题图3.3 所示，其中()()r tt，1()()d tt，2()()dtt。试求：（1）在()r t 作用下

30、系统的稳态误差；（2）在1()dt 和2()dt 同时作用下系统的稳态误差；（3）在1()dt 作用下，且()pKG sKs和1()F sJs时，系统的稳态误差。()R s()C s()G s()F s()E s1()D s2()Ds题图 3.3文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:

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38、KG s F sssKsJs文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1X7 ZK4A8A10P1Q1文档编码:CY9U3A8W10A3 HL10B4I1G1

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4.3 金币

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