自動控制原理作業(yè)

1、word自動控制原理作業(yè)1、下圖是倉庫大門自動控制系統(tǒng)原理示意圖。試說明系統(tǒng)自動控制大門開、閉的工作原理，并畫出系統(tǒng)方框圖。2、下圖為工業(yè)爐溫自動控制系統(tǒng)的工作原理圖。分析系統(tǒng)的工作原理，指出被控對象、被控量和給定量，畫出系統(tǒng)方框圖。3、用離心調(diào)速器的蒸汽機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)如圖所示。其工作原理是：當蒸汽機帶動負載轉(zhuǎn)動的同時，通過圓錐齒輪帶動一對飛錘作水平旋轉(zhuǎn)。飛錘通過錢鏈可帶動套筒上下滑動，套筒內(nèi)裝有平衡彈簧，套筒上下滑動時可撥動杠桿，杠桿另一端通過連桿調(diào)節(jié)供汽閥門的開度。在蒸汽機正常運行時，飛錘旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力與彈簧的反彈力相平衡，套筒保持某個高度，使閥門處于一個平衡位置。如果由于負載增大使蒸

2、汽機轉(zhuǎn)速下降，則飛錘因離心力減小而使套筒向下滑動，并通過杠桿增大供汽閥門的開度，從而使蒸汽機的轉(zhuǎn)速回升。同理，如果由于負載減小使蒸汽機的轉(zhuǎn)速增加，則飛錘因離心力增加而使套筒上滑，并通過杠桿減小供汽閥門的開度，迫使蒸汽機轉(zhuǎn)速回落。這樣，離心調(diào)速器就能自動地抵制負載變化對轉(zhuǎn)速的影響，使蒸汽機的轉(zhuǎn)速保持在某個期望值附近。指出系統(tǒng)中的被控對象、被控量和給定量，畫出系統(tǒng)的方框圖4、電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖所示：分析系統(tǒng)的工作原理，指出被控對象、被控量和給定量，畫出系統(tǒng)方框圖。L13 / 135、下圖為函數(shù)記錄儀函數(shù)記錄儀是一種通用記錄儀，它可以在直角坐標上自動描繪兩個電量的函數(shù)關(guān)系。同時，記錄儀還帶有走紙機構(gòu)，

3、用以描繪一個電量對時間的函數(shù)關(guān)系。請說明其組成、工作原理。并畫出系統(tǒng)方框圖。6、下圖為火炮方位角控制系統(tǒng)原理圖，請說明其工作原理，并畫出系統(tǒng)方框圖C(s)7、試用梅遜公式法化簡下面動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，求如圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)R(s)H1.C(s)8、試用梅遜公式法求如圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)R(s)wordC(s)9、方框圖如圖所示，用梅遜公式化簡方框圖求R(s)。13 / 1310、已知系統(tǒng)方程組如下：Xi(s)Gi(s)R(s)Gi(s)G7(s)G8(s)C(s)X2(s)G2(s)Xi(s)G6(s)X3(s)X3(s)X2(s)C(s)G5(s)G3(s)C(s)G4(s)X3(s)C(s)試繪

4、制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，并求閉環(huán)傳遞函數(shù)R(s)11、系統(tǒng)的微分方程如下:xi(t)r(t)c(t)ni(t)X2(t)Kixi(t)X3。)X2(t)X5。)T dX，(t)dtX3 (t)X5(t)X，(t)K2n2(t)K3X5(t)2d2c(t)dc(t)2dt2dt式中Ki、K2、K3、T為常數(shù)，r為指令，Q、"為干擾，c為被控量。試建立系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，并分別求傳遞函數(shù)C(s)/R(s)、C(s)；Ni(s)、C(s)Nz(s)C(s)C(s)i2、求如圖所示方框圖的傳遞函數(shù)R(s)和E(s)13、某控制系統(tǒng)的方框圖如圖所示，試求(1)該系統(tǒng)的開環(huán)傳函Gk(s)、閉環(huán)傳函Cs)和誤

5、差傳函-Els)。R(s)R(s)若保證阻尼比=0.7和響應(yīng)單位斜坡函數(shù)的穩(wěn)態(tài)誤差為ess=0.25，求系統(tǒng)參數(shù)K14 .控制系統(tǒng)方塊圖如圖所示:(1)當a=0時，求系統(tǒng)的阻尼比，無阻尼自振頻率n和單位斜坡函數(shù)輸入時的穩(wěn)態(tài)誤差;(2)當=0.7時，試確定系統(tǒng)中的a值和單位斜坡函數(shù)輸入時系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差15 .設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)若要求閉環(huán)特征方程的根的實部均小于-1,問K值應(yīng)取在什么X圍?16、典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如圖二所示，試確定系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。17、單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)s(s240s100)(1)試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的開環(huán)增益K、阻尼比的X圍(2

6、)若2,并保證系統(tǒng)的極點全部位于s1的左側(cè)，試確定此時的開18、環(huán)增益K的X圍。已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示:(D當Kf0、Ka10時，試確定系統(tǒng)的阻尼比、固有頻率n和單位斜坡輸入時系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。(2)若使0.6,單位斜坡輸入下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess0.2,試確定系統(tǒng)中Kf的值，此時放大系數(shù)Ka應(yīng)為何值。19、設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)K，要求系統(tǒng)響應(yīng)單位勻s(0.04s1)速信號的穩(wěn)態(tài)誤差ess1%及相角裕度45,試確定串聯(lián)遲后校正環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)20、已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=00s(0.1s1)(1)分析說明內(nèi)反饋Kfs的存在對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。試設(shè)計串聯(lián)校正環(huán)節(jié)，

7、使系統(tǒng)的相角裕度不小于45，剪切頻率不低于50rad/s。21、設(shè)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示：(2)計算靜態(tài)位置誤差系數(shù)、靜態(tài)速度誤差系數(shù)和靜態(tài)加速度誤差系數(shù)，并說明內(nèi)反饋Kfs的存在對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的影響。22、單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線Lo()如圖所示，采用串聯(lián)校正，校正裝置的傳遞函數(shù) Gc(s)ss-11310110.3100JdBDU4口20n11coU5,n0.1031310LOO30。-XUten、-uu開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線(1)寫出校正前系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G0(s)；(2)在上圖中繪制校正后系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性曲線L()；(3)求校正后系統(tǒng)的截止頻率c和相角裕度。23、某系統(tǒng)的開環(huán)

8、對數(shù)幅頻特性如圖所示，其中虛線表示校正前的，實線表示校正后的。要求：(1)確定所用的是何種串聯(lián)校正方式，寫出校正裝置的傳遞函數(shù)Gc(s);(2)確定使校正后系統(tǒng)穩(wěn)定的開環(huán)增益X圍；(3)當開環(huán)增益K1時，求校正后系統(tǒng)的相角裕度和幅值裕度h。24、已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，采樣周期T0.2s。求系統(tǒng)穩(wěn)定時K的取值X圍。R(s)T C(s)s(10.1s)25、離散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示，采樣周期T1。圜人宣HUr(1)寫出系統(tǒng)開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)G(z)；(2)確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的K值X圍；26、試求E(S)/(,3)的z變換。s(s1)(s2)27、已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=200s(0.1

9、s1)試設(shè)計串聯(lián)校正環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)的相角裕度不小于45，剪切頻率不低于50rad/s。28、設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)K，要求系統(tǒng)響應(yīng)單位s(0.04s1)勻速信號的穩(wěn)態(tài)誤差ess1%及相角裕度45,試確定串聯(lián)遲后校正環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。29、系統(tǒng)不可變部分的傳遞函數(shù)為:Go(s)Kvs(0.1s 1)(0.2s 1)要求滿足性能指標：(1)系統(tǒng)型別v1(2)開環(huán)增益Kv25s1(3)剪切頻率c2.5rad/s(4)相角裕度400試確定合適的校正環(huán)節(jié)30、某最小相角系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性如下圖所示。要求1、寫出系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)；2、利用相角裕度判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性；(2)判定閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

10、;(3)如果輸入信號r(t) t時，求系統(tǒng)在輸入信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差32、已知最小相位系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù) 該系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)。Bode圖的對數(shù)幅頻特性如圖所示，試求33、已知最小相位系統(tǒng)Bode圖的漸近幅頻特性如圖所示，求該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。34、某系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖和Nyquist圖如圖(a)和(b)所示，圖中1S3G(s)rH(s)1不s(s1)(s1)試判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性，并決定閉環(huán)特征方程正實部根的個數(shù)。35、設(shè)某控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為75(0.2s1)G(s)H(s)=J-s(s16s100)試繪制該系統(tǒng)的Bode圖，并確定剪切頻率c的值。36、已知最小相位系統(tǒng)Bode圖的漸近幅頻特性

11、如下圖所示，求該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。37、已知最小相位開環(huán)系統(tǒng)的漸進對數(shù)幅頻特性曲線如圖3所示，試:(1)求取系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)(2)利用穩(wěn)定裕度判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性38、已知最小相位系統(tǒng)Bode圖如圖3所示，試求系統(tǒng)傳遞函數(shù)39、已知單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s),試用根軌s(s1)(0.5s1)跡法分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確定若系統(tǒng)穩(wěn)定K的取值X圍。40、單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)K(2S41)(s1)號1)試繪制系統(tǒng)根軌跡，并確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的K值X圍。41、單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)s(s 3)2(1)繪制K*0時的系統(tǒng)根軌跡(確定漸近線，分離點，與虛軸交點)；(2)確定使系統(tǒng)滿足01的開環(huán)增益K的取值X圍；(3)定性分析在01X圍內(nèi)，K增大時，%,ts以及r(t)t作用下ess的變化趨勢(增加/減小/不變)42、設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為*K2s(s 3)(s2 2s 2)G(s)H(s)試繪制閉環(huán)系統(tǒng)的概略根軌跡；并確定系統(tǒng)穩(wěn)定時K的取值X圍。43、已知單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)s(s 1)(0.5s 1)'試用根軌跡法分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，若主導極點具有阻尼比0.5