自动控制原理及其应用(第二版)答案黄坚ppt课件.pptx

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1、严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章习题课第二章习题课(2-1a)uoi2=R2CuiuoR1R22-1(a)试建立图所示电路的动态微分方试建立图所示电路的动态微分方程。程。解：解：输入量为输入量为ui，输出量为，输出量为uo。ui=u1+uou1=i1R1ic=Cducdt=dtd(ui-uo)i1=i2-icu1=R1+uouo-Cd(ui-uo)dtR2R2ui=uoR1-C R1R2+C R1R2+uoR2duidtdtduouoR1+C R1R2+uoR2=R2ui+C R1R2duoduidtdtCu

2、cR1R2uii1i2uoicC严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章习题课第二章习题课(2-1b)2-1(b)试建立图所示电路的动态微分方试建立图所示电路的动态微分方程。程。uouiR1LR2Ci1=iL+icuL=LdiLdtuoiL=i2=R2uL=LR2duodtic=+CducdtCLR2d2uodt2duodt+uoR2CLR2d2uodt2duodti1=+Cuoi2=R2输入量为输入量为ui，输出量为，输出量为uo。ui=u1+uou1=i1R1ic=Cducdt=dtd(ui-uo)严格执行突发事

3、件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。习题课一习题课一 (2-2)求下列函数的拉氏变换求下列函数的拉氏变换。(1)f(t)=sin4t+cos4t解解:Lsinwt=ww2+s2sw2+s2Lsin4t+cos4t=4s2+16ss2+16 =s+4s2+16+Lcoswt=严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(2)f(t)=t3+e4t3!解解:Lt3+e4t=+=+3!s3+11s-4s41s-4(3)f(t)=tneat解解:Ltneat=n!(s-a)

4、n+1(4)f(t)=(t-1)2e2t解解:L(t-1)2e2t=e-(s-2)2(s-2)3严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2-3-1 函数的拉氏变换。函数的拉氏变换。F(s)=s+1(s+1)(s+3)解解：A1=(s+2)s+1(s+1)(s+3)s=-2=-1(s+1)(s+3)A2=(s+3)s+1s=-3=2F(s)=-2s+31s+2f(t)=2e-3t-e-2t严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。F(s)=s(s+1)2(

5、s+2)2-3-2 函数的拉氏变换。函数的拉氏变换。解解:f(t)=est +lim ests(s+1)2s=-2ddsss+2s -1=-2e-2t+lim(est+est)s -1 sts+22(s+2)2=-2e-2t-te-t+2e-t=(2-t)e-t-2e-2t严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。F(s)=2s2-5s+1s(s2+1)2-3-3 函数的拉氏变换。函数的拉氏变换。解解:F(s)(s2+1)s=+j=A1s+A2s=+jA1=1,A2=-5A3=F(s)s =1s=0 f(t)=1+cost-

6、5sintF(s)=+1ss2+1s-5s2+1严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2-3-4 函数的拉氏变换。函数的拉氏变换。(4)F(s)=s+2s(s+1)2(s+3)解解:f(t)=est +ests+2(s+1)2(s+3)s=0s+2s(s+1)2s=-3+lim s -1d est s+2s(s+3)ds=+e-3t+lim +23112s -1(-s2-4s-6)est(s2+3)2(s+2)tests2+3s=+e-3t-e-t-e-t2311234t2严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关

7、规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(2-4-1)求下列微分方程。求下列微分方程。d2y(t)dt2+5 +6y(t)=6，初始条件：初始条件：dy(t)dty(0)=y(0)=2。解解:s2Y(s)-sY(0)-Y(0)+5sY(s)-5Y(0)+6Y(s)=1sA1=sY(s)s=0 y(t)=1+5e-2t-4e-3tA2=(s+2)Y(s)s=-2A3=(s+3)Y(s)s=-3A1=1,A2=5,A3=-4 Y(s)=6+2s2+12ss(s2+5s+6)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或

8、突发事件。(2-4-2)求下列微分方程。求下列微分方程。d3y(t)dt3 +4 +29 =29,d2y(t)dt2dy(t)dt初始条件初始条件:y(0)=0 ,y(0)=17 ,y(0)=-122 解解:严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2-5-a 试画题试画题2-1图所示电路的动态结构图图所示电路的动态结构图,并并求传递函数。求传递函数。CucR1R2uii1i2uoicC解解:ui=R1i1+uo ，i2=ic+i1UI(s)=R1I1(s)+UO(s)ducic=CdtI2(s)=IC(s)+I1(s)IC

9、(s)=CsUC(s)即即:=I1(s)UI(s)-UO(s)R1UI(s)-UO(s)Cs=IC(s)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。UO(s)UI(s)=1R1(sC)R21+1R1(sC)R2=R2+R1R2sCR1+R2+R1R2sC1R1sCR2UI(s)-UO(s)IC(s)I1(s)I2(s)1R1sC R2()UI(s)-UO(s)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2-5-b 试画出题试画出题2-1图所示的电路图所示的电路

10、的动态结构图的动态结构图,并并求传递函数。求传递函数。uouiR1LR2C解：解：ui=R1I1+ucuc=uo+uLuL=LdiLdtiL=uoR2i1=iL+icic=CducdtUi(s)=R1I1(s)+UC(s)UC(s)=UO(s)+UL(s)UL(s)=sLIL(s)I1(s)=IL(s)+IC(s)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1R1CssLR2I1UOUiIC-UC=UO+ULILULI2(s)=UO(s)R2IC(s)=CsUC(s)I1(s)=UO(s)R2I1(s)=UI(s)+UC(S)

11、R1即：即：IL(s)=I1(s)-IC(s)IC(s)=UC(s)Cs严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。解解:电路等效为电路等效为:2-6-a 用运算放大器组成的有源电网络如图用运算放大器组成的有源电网络如图所示所示,试采用复数阻抗法写出它们的传递函数。试采用复数阻抗法写出它们的传递函数。UO=R3SCR2R21UIR1UOR3SCR2R21SC1=严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。R1+R3+R2R3CS=R1(R2SC+1)R2R3=

12、(+)R1(R2SC+1)R1R1R2=(+R3)(R2SC+1)1=R21R3R2SCR1C(S)=UO(S)UI(S)CR1R2R3uiuoCR1R2R3uiuo严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。CR1R2R3uiuoR4R52-6-b 用运算放大器组成的有源电网络如用运算放大器组成的有源电网络如力所示力所示,试采用复数阻抗法写出它们的传试采用复数阻抗法写出它们的传递函数。递函数。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。=R5R4+R5UO(

13、R3SC+1)R2R3SC+R2+R3UOUI=(R2R3SC+R2+R3)(R4+R5)R1(R3SC+1)R5=(R4+R5)(R2+R3)(SC+1)R2R3R2+R3R1R5(R3SC+1)UIR1=R5R4+R5UOR2R3SCSCR3SC1R5R4+R5UOR2R3R3SC 1严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。c(t)t0TK(t)(t)2-8 设有一个初始条件为零的系统，系设有一个初始条件为零的系统，系统的输入、输出曲线如图，求统的输入、输出曲线如图，求G(s)。c(t)t0TK(t)(t)c(t)=K

14、Tt-(t-T)KT C(s)=K(1-e )Ts2-TSC(s)=G(S)第二章习题课第二章习题课(2-8)解解:严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2-9 若系统在单位阶跃输入作用时，已若系统在单位阶跃输入作用时，已知初始条件为零的条件下系统的输出响知初始条件为零的条件下系统的输出响应，求系统的传递函数和脉冲响应。应，求系统的传递函数和脉冲响应。r(t)=I(t)c(t)=1-e +e-2t-t解解:R(s)=1sG(S)=C(s)/R(s)1s+21s-C(s)=1s+1+=s(s+1)(s+2)(s2+4s+2

15、)=(s+1)(s+2)(s2+4s+2)C(s)=(s+1)(s+2)(s2+4s+2)脉冲响应脉冲响应:2s+2=1+1s+1-c(t)=(t t)+2e +e-2t-t第二章习题课第二章习题课(2-)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2-10 已知系统的微分方程组的拉氏变换已知系统的微分方程组的拉氏变换式，试画出系统的动态结构图并求传递式，试画出系统的动态结构图并求传递函数。函数。解解:X1(s)=R(s)G1(s)-G1(s)G7(s)-G8(s)C(s)X2(s)=G2(s)X1(s)-G6(s)X3(s)

16、X3(s)=G3(s)X2(s)-C(s)G5(s)C(s)=G4(s)X3(s)G1G2G3G5-C(s)-R(s)G4G6G8G7X1(s)=R(s)-C(s)G7(s)-G8(s)G1(s)C(s)G7(s)-G8(s)G6(s)X3(s)X1(s)X2(s)C(s)G5(s)X3(s)G1G2G3G5-C(s)-R(s)G4G2G6G8G7G1G2G5-C(s)-R(s)G7-G81+G3G2G6G3G4-C(s)R(s)G7-G81+G3G2G6+G3G4G5G1G2G3G41+G3G2G6+G3G4G5+G1G2G3G4(G7-G8)G1G2G3G4R(s)C(s)=第二章习题课第

17、二章习题课(2-10)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。解解:2-11(a)G1(s)G2(s)G3(s)H1(s)_+R(s)C(s)H2(s)G1(s)G2(s)H1(s)_+R(s)C(s)H2(s)G3(s)求系统的求系统的传递函数传递函数1+G2H1G2 G1+G31+G1H21+G2H1G2 1+G2H1G2=1+G2H1+G1G2H2G2 R(s)C(s)=1+G2H1+G1G2H2G2G1+G2G3G1(s)G2(s)G3(s)H1(s)_+R(s)C(s)G 1(s)H2(s)第二章习题课第二章习题

18、课(2-11a)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2-11(a)G1(s)G2(s)G3(s)H1(s)_+R(s)C(s)H2(s)求系统的求系统的传递函数传递函数解解:L1L1=-G2H1L2L2=-G1G2H1P1=G1G2P2=G3G21=12=1R(s)C(s)=nk=1Pkk=1+G2H1+G1G2H21+G2H1+G1G2H2G2G1+G2G3=第二章习题课第二章习题课(2-11a)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。解解:2-

19、11(b)G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)_+R(s)C(s)H(s)求系统的求系统的传递函数传递函数G1(s)G2(s)G3(s)G4H_+R(s)C(s)H(s)1+G4G1HG1 G2(s)G3(s)_+R(s)C(s)H(s)1+G4HG1G1 G2G3_+R(s)C(s)1+G4HG1G1 HG1 1+G4HG1G1+G3(1+HG1G4)1+G4HG1G2(1+HG1G4)1+G4G1H+G1G2HR(s)C(s)=1+G1G2H+G1G4HG1G2+G2G3+G1G2G3G4 H第二章习题课第二章习题课(2-11b)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度

20、。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。解解:2-11(b)G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)_+R(s)C(s)H(s)求系统的求系统的传递函数传递函数R(s)C(s)=1+G1G2H+G1G4HG1G2+G2G3+G1G2G3G4 HL1L1=-G1G2HL1=-G1G4HL2P1=G1G21=1P2=G3G2=1+G4G2H+G1G2H2=1+G1G4H第二章习题课第二章习题课(2-11b)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。H1_+G1+C(s)R(s)G3G22-11c 求系统的闭环传递

21、函数求系统的闭环传递函数。解解:H1_+G1+C(s)R(s)G3G2H1R(s)C(s)1+G1G2+G1H1G3H1G1G2(1 G3H1)=_G1C(s)R(s)G2H1+G21-G3H11第二章习题课第二章习题课(2-11c)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。H_G1+C(s)R(s)G22-11d 求系统的闭环传递函数求系统的闭环传递函数。解解:(1)_G1+C(s)R(s)G2HG21+G2H1(G1+G2)R(s)C(s)=(2)L1L1=-G2HP1=G11=1P2=G22=1第二章习题课第二章习题课

22、(2-11d)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。-_G1+C(s)R(s)G2G3G42-11e 求系统的闭环传递函数求系统的闭环传递函数。解解:(1)_C(s)R(s)G1+G2G3-G4C(s)=R(s)1+(G1+G2)(G3-G4)(G1+G2)1+G1G3+G2G3G1G4-G2G4=(G1+G2)第二章习题课第二章习题课(2-11e)L1L2L3L4L2=G1G4L3=-G2G3L4=G2G4(2)L1=-G1G3P1=G11=1P2=G22=11+G1G3+G2G3G1G4-G2G4=(G1+G2)C(

23、s)R(s)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。_G1+C(s)R(s)G22-11f 求系统的闭环传递函数求系统的闭环传递函数。_C(s)R(s)G11-G2G2C(s)=R(s)1+1-G2G1G1G21+G1G2G2G1(1 G2)=第二章习题课第二章习题课(2-11f)解解:(1)(2)L1L1=-G1G2L2L2=G2P1=G11=1-G2=1+G1G2-G2C(s)R(s)1+G1G2G2G1(1 G2)=严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或

24、突发事件。2-12(a)R(s)G1(s)G2(s)H2(s)_+C(s)H3(s)H1(s)_+D(s)解解:求求:D(s)C(s)R(s)C(s)D(s)=01-G2H2G2 G(s)=1-G2H2G1G2 C(s)=R(s)1+1-G2H2G1G2H31-G2H2G1G2 1-G2H2+G1G2H3G2G1=R(s)=0结构图变结构图变 换成：换成：G2(s)H2(s)_+C(s)G1H3G1H1_D(s)1-G2H2G2 1-G1H1C(s)=D(s)1+1-G2H2G21-G2H2G2 G1H3(1-G1H1)1-G2H2+G1G2H3G2(1-G1H1)=第二章习题课第二章习题课(

25、2-12a)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2-12(b)求求:D(s)C(s)R(s)C(s)R(s)Gn+D(s)解解:D(s)=0G(s)=1+G1G2HG1G2 G1G2H_C(s)C(s)=R(s)1+1+G1G2HG1G2 1+G1G2HG1G2 1+G1G2H+G1G2G1G2=R(s)=0Gn+D(s)结构图变结构图变 换成：换成：G1G2H-C(s)Gn+D(s)G1G2H-C(s)Gn/G1+D(s)1+G1G2HG1G2-C(s)+D(s)1+G1G2HG2Gn 1+G1G2HG2G1系统的传

26、递函数系统的传递函数:)C(s)=D(s)1+1(1+1+G1G2HG1G2 1+G1G2HGnG2 1+G1G2+G1G2H=1+GnG2+G1G2H第二章习题课第二章习题课(2-12b)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2-13(a)求求:R(s)E(s)R(s)C(s)C(s)E(s)G1G2G3_+R(s)解解:L1L1=-G2L2L2=-G1G2G3P1=G2G3P2=G1G2G3R(s)C(s)=1+G2+G1G2G3G2G3+G1G2G31=12=1E(s)结构图变结构图变 换成：换成：G1G2+-E(

27、s)G3-R(s)G1+-E(s)R(s)1+G2G3G2-E(s)-R(s)1+G2G2G3G1G2G31+G2系统的传递函数系统的传递函数:)E(s)=R(s)1+1(1-G1G2G31+G2 1+G2G2G31+G2+G1G2G3=1+G2-G2G3第二章习题课第二章习题课(2-13a)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。R(s)G4(s)+C(s)E(s)G1(s)G2(s)-+G3(s)第二章习题课第二章习题课(2-14)D(s)X(s)2-14 求求:R(s)C(s)解解:D(s)=0结构图结构图变换为变换

28、为 R(s)G4(s)+C(s)G1(s)G2(s)-+G3(s)G3(s)(G1+G2)(G3+G4)1+(G1+G2)G3G1+G2C(s)R(s)=1+G3(G1+G2)(G1+G2)(G3+G4)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。D(s)第二章习题课第二章习题课(2-14)R(s)+-E(s)G3G2G1E(s)R(s)=1+G3(G1+G2)1R(s)G4(s)+C(s)E(s)G1(s)G2(s)-+G3(s)X(s)求求:R(s)E(s)2-14解解:D(s)=0结构图变换为结构图变换为 G3(G1+G

29、2)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。D(s)C(s)D(s)R(s)C(s)G4(s)+E(s)G1(s)G2(s)-+G3(s)X(s)求求:2-14解解:R(s)=0D(s)C(s)=1E(s)X(s)=G2(s)E(s)X(s)第二章习题课第二章习题课(2-14)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。C1(s)R1(s)第二章习题课第二章习题课(2-15)求求:2-15+G1G2G3C1(s)R1(s)+-H2H1G4G5-G6C2(s

30、)R2(s)解解:结构图结构图变换为变换为+G1G2G3C1(s)R1(s)-H2H1G4G5-1+G4G4G5H1H21+G4G4G5H1H21+G1G1G21+G4+G1G4G5H1H2-G1G2-G1G2G4G1G2G3(1+G4)=C1(s)R1(s)1+G4+G1G4G5H1H2G1G2(1+G4)=严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。C2(s)R2(s)G3C1(s)R1(s)+G1G2-H2H1G4G5G6-C2(s)R2(s)求求:2-14解解:结构图结构图变换为变换为+G4G5G6C2(s)R2(s)

31、-H1H2G2G1-第二章习题课第二章习题课(2-15)1+G4G4G5G1H1H21-G1G21+G4+G1G4G5H1H2-G1G2-G1G2G4G4G5G6(1-G1G2)=1+1+G4G6G4G5G1H1H21-G2G21+G4G4G5C2(s)R2(s)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。C2(s)G4G5G6-+G1G2-H2H1R1(s)G3C1(s)R2(s)求求:2-14解解:结构图变换为结构图变换为 G4G5G6-+-G1G2H2H1R1(s)C2(s)第二章习题课第二章习题课(2-15)C2(s)

32、R1(s)1+G4H2G4G5G11-G1G21+G4+G1G4G5H1H2-G1G2-G1G2G4G1G4G5G6H2=1+G6H1C2(s)R1(s)G11-G1G21+G4H2G4G5G11-G1G21+G4H2G4G5严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。C2(s)G6R1(s)G4G5-+G1G2-H2H1G3C1(s)R2(s)求求:2-14解解:结构图变换为结构图变换为 第二章习题课第二章习题课(2-15)G1G2G3+G5G4-H1R2(s)C1(s)H2-C1(s)R2(s)G1G2G3+G5G4-H1

33、R2(s)C1(s)H2-G21+G4G4G51-G1G2-G1H11+G4+G1G4G5H1H2-G1G2-G1G2G4-G1G2G3G4G5H1=1+1+G4G4G5G1H11-G2G21+G4G4G5C1(s)R2(s)H2-G1H11-G2G2G2G3严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。G3C1(s)R1(s)+G1G2+-H2H1G4G5-G6C2(s)R2(s)C1(s)R1(s)求求2-15第二章习题课第二章习题课(2-15)解解:L1=G1G2L3=-G4L2=-G1G4G5H1H2P1=G1G2G3=

34、1-G1G2+G1G4G35H1H2+G4-G1G2G41=1+G41+G4+G1G4G5H1H2-G1G2-G1G2G4G1G2G3(1+G4)=C1(s)R1(s)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。G3C1(s)R1(s)+G1G2+-H2H1G4G5-G6C2(s)R2(s)C2(s)R2(s)求求2-15解解:L1=G1G2L3=-G4L2=-G1G4G5H1H2P1=G4G5G6=1-G1G2+G1G4G5H1H2+G4-G1G2G41=1-G1G21+G4+G1G4G5H1H2-G1G2-G1G2G4G4

35、G5G6(1-G1G2)=C2(s)R2(s)第二章习题课第二章习题课(2-15)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。G3C1(s)R1(s)+G1G2+-H2H1G4G5-G6C2(s)R2(s)C1(s)R2(s)求求2-15解解:L1=G1G2L3=-G4L2=-G1G4G5H1H2=1-G1G2+G1G4G5H1H2+G4-G1G2G41=1P1=-G1G2G3G4G5H11+G4+G1G4G5H1H2-G1G2-G1G2G4-G1G2G3G4G5H1=C1(s)R2(s)第二章习题课第二章习题课(2-15)严

36、格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。G3C1(s)R1(s)+G1G2+-H2H1G4G5-G6C2(s)R2(s)C2(s)R1(s)求求2-15解解:L1=G1G2L3=-G4L2=-G1G4G5H1H2=1-G1G2+G1G4G5H1H2+G4-G1G2G41=1P1=G1G4G5G6H21+G4+G1G4G5H1H2-G1G2-G1G2G4G1G4G5G6H2=C2(s)R1(s)第二章习题课第二章习题课(2-15)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行

37、为或突发事件。3-1 设温度计需要在一分钟内指示出响设温度计需要在一分钟内指示出响应值的应值的98%，并且假设温度计为一阶系并且假设温度计为一阶系统，求时间常数统，求时间常数T。如果将温度计放在澡。如果将温度计放在澡盆内，澡盆的温度以盆内，澡盆的温度以10oC/min的速度线的速度线性变化，求温度计的误差。性变化，求温度计的误差。第三章习题课第三章习题课 (3-1)解解:c(t)=c()98%t=4T=1 min r(t)=10t e(t)=r(t)-c(t)c(t)=10(t-T+e)-t/T=10(T-e)-t/Tess=lim t e(t)=10T=2.5T=0.25严格执行突发事件上报

38、制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3-2 电路如图，设系统初始状态为领电路如图，设系统初始状态为领第三章习题课第三章习题课 (3-2)解解:(1)求系统的单位阶跃响应求系统的单位阶跃响应,及及uc(t1)=8 时的时的t1值值R1Cs+1R1/R0G(s)=R0=20 k R1=200 k C=2.5F uc(t)=K(1 e tT-)KTs+1=T=R1C=0.5 K=R1/R0=10 =10(1 e -2t)8=10(1 e -2t)0.8=1 e -2te -2t=0.2 t=0.8-+R1R0Curuc严格执行突发事件上报制度、

39、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。g(t)=e-t/TTK t1=0.8 =4(2)求系统的单位脉冲响应，单位斜坡求系统的单位脉冲响应，单位斜坡 响应响应,及单位抛物响应在及单位抛物响应在t1时刻的值时刻的值第三章习题课第三章习题课 (3-2)解解:uc(t)=K(t-T+Te-t/T)=4 R(s)=1s2R(s)=1R(s)=1s3T2=K(ss+1/T+Ts2-1s3-T2)=1.2 1s3KTs+1Uc(s)=-0.5t+0.25-0.25e-2t)12t2uc(t)=10(严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做

40、到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3-3 已知单位负反馈系统的开环传递函已知单位负反馈系统的开环传递函数，求系统的单位阶跃响应。数，求系统的单位阶跃响应。4s(s+5)G(s)=第三章习题课第三章习题课 (3-3)解解:=s2+5s+4 C(s)R(s)4s(s+1)(s+4)C(s)=4R(s)=s11/3s+41s+=4/3s+1-13c(t)=1+-4t-t43-e e 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3-4 已知单位负反馈系统的开环传递函已知单位负反馈系统的开环传递函数，求系统的上升时间数

41、，求系统的上升时间tr、峰值时间、峰值时间tp、超调量超调量%和调整时间和调整时间ts。1s(s+1)G(s)=第三章习题课第三章习题课 (3-4)解解:=s2+s+1 C(s)R(s)12=1n 2n=1=0.5=1n=0.866d=n2 1-=60o-1=tg 21-tr=d -=3.14-3.14/30.866=2.42 tp=d3.140.866=3.63%=100%e-1-2=16%-1.8ets=3n=6 ts=4n=8严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3-6 已知系统的单位阶跃响应已知系统的单位阶跃响应

42、:c(t)=1+0.2e -60t-10t-1.2e(1)求求系统的闭环传递函数。系统的闭环传递函数。(2)求求系统的阻尼比和无阻尼振荡频率。系统的阻尼比和无阻尼振荡频率。第三章习题课第三章习题课 (3-6)解解:0.2s+601s+C(s)=1.2s+10-s(s+60)(s+10)=600=s2+70s+600 C(s)R(s)600R(s)=s12=600n 2n=70=1.43=24.5n 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3-7 设二阶系统的单位阶跃响应曲线如图，设二阶系统的单位阶跃响应曲线如图，系统的为单

43、位反馈，求系统的传递函数。系统的为单位反馈，求系统的传递函数。tc(t)010.11.3解解:第三章习题课第三章习题课 (3-7)tp=0.121-n=0.3e-1-2e1-2=3.3n2 1-3.140.1=31.421-/=ln3.3=1.1921-)2/(=1.429.862=1.42-1.422=0.35=33.4n nn s(s+2)G(s)=21115.6s(s+22.7)=严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3-8 已知单位负反馈系统的开环传递函已知单位负反馈系统的开环传递函数，求系统数，求系统K、T值以

44、满足动态指标：值以满足动态指标：%30%30%，ts0.3(5%)0.3(5%)。Ks(Ts+1)G(s)=第三章习题课第三章习题课 (3-8)解解:=Ts2+s+K C(s)R(s)Ks2+=T1s+TKTKT12n=ts=3n 0.3n 10T0.050.3e-1-20.3528.6n 2=n TK=817.96K40.9严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3-11 已知闭环系统的特征方程式，试用已知闭环系统的特征方程式，试用劳斯判据判断系统的稳定性。劳斯判据判断系统的稳定性。第三章习题课第三章习题课 (3-11)

45、(1)s3+20s2+9s+100=0解：解：劳斯表如下：劳斯表如下：s1 s0 s3 s2 1 9 20 100 4 100系统稳定。系统稳定。(3)s4+8s3+18s2+16s+5=0 1 18 5 s4 s3 8 16 劳斯表如下：劳斯表如下：s2 16 5 s1 216 16 s0 5系统稳定。系统稳定。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3-12 已知单位负反馈系统的开环传递函已知单位负反馈系统的开环传递函数，试确定系统稳定时数，试确定系统稳定时K值范围。值范围。第三章习题课第三章习题课 (3-12)G(s

46、)=s(s+1)(0.5s2+s+1)K(0.5s+1)解解:0.5s4+1.5s3+2s2+s+0.5Ks+K=0 0.5 2 K s4 s3 1.5 1+0.5K s2 b31 b31=1.5*2-0,5(1+0.5K)1.5 3-0,5-0.25K0 0.25K00严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3-14 已知系统结构如图，试确定系统稳已知系统结构如图，试确定系统稳定时定时值范围。值范围。第三章习题课第三章习题课 (3-14)R(s)R(s)-s+1s10s(s+1)C(s)C(s)解解:G(s)=s2(s+

47、1)10(s+1)(s)=s3+s2+10 s+1010(s+1)s3 s2 1 10 1 10 s1 b31 s0 10 b31=10 -10 1 01严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。r(t)=I(t)+2t+t23-16 已知单位反馈系统的开环传递函数，已知单位反馈系统的开环传递函数，试求试求K p、Kv和和Ka 并求稳态误差并求稳态误差ess第三章习题课第三章习题课 (3-16)解：解：(0.1s+1)(0.2s+)(1)G(s)=20Kp=20=0ess1=R01+Ks2R(s)=1s2+s32+=121K

48、 =0 ess2=Ka=0 ess3=ess=1K =10 Ka=0 ess3=ess=s(s+2)(s+10)(2)G(s)=200s(0.5s+1)(0.1s+1)=10Kp=ess1=0ess2=K 2=210s2(s2+4s+10)(3)G(s)=10(2s+1)=2Kp=ess1=0s2(0.1s2+0.4s+1)=(2s+1)K =ess2=0Ka=1 ess3=2 ess=2严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3-17 已知系统结构如图。已知系统结构如图。第三章习题课第三章习题课 (3-17)解解:-R(

49、s)R(s)-K1ss2C(s)C(s)(1)单位阶跃输入单位阶跃输入:G(s)=s2+K1sK1(s)=s2+K1s+K1K1确定确定K1 和和值值。%=20%=20%ts=1.8(5%)2n=K12=K1n=0.2e-1-2ts=3n=1.8=0.45n31.8*0.45=3.72 n K1=13.7=0.24严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(2)求系统的稳态误差：求系统的稳态误差：r(t)=I(t),t,12t2 解解:G(s)=s2+K1sK1=s(s+1)K111=1Kp=ess1=0R(s)=1sR(s

50、)=s21K =K ess2=0.24R(s)=s31Ka=0 ess3=第三章习题课第三章习题课 (3-17)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3-18 已知系统结构如图。为使已知系统结构如图。为使=0.7时时 单位斜坡输入的稳态误差单位斜坡输入的稳态误差ess=0.25第三章习题课第三章习题课 (3-18)解解:确定确定 K 和和值值。-s-Ks(s+2)R(s)R(s)C(s)C(s)G(s)=s2+2s+K sK=s(s+1)2+K12+KK(s)=s2+(2+K)s+KK2n=2+K2=Kn =2*0.7