《機(jī)械工程控制基礎(chǔ) 習(xí)題 帶答案.ppt》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《機(jī)械工程控制基礎(chǔ) 習(xí)題 帶答案.ppt(16頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、,系統(tǒng)方框圖如下圖所示,求出其傳遞函數(shù)。,解:,,,,,系統(tǒng)方框圖如下圖所示,求出其傳遞函數(shù)。,解:,,,,若某線性系統(tǒng)在單位階躍輸入信號 作用下的零狀態(tài)響應(yīng)為:,試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù),解:單位階躍輸入信號的拉氏變換為:,由傳遞函數(shù)的定義有,系統(tǒng)對應(yīng)的輸出信號的拉氏變換為:,,設(shè)理想溫度計是一個典型的一階系統(tǒng),若將溫度計瞬間放入被測液體中,能在1分鐘內(nèi)指示出液體實際溫度的98%,(1)求該溫度計的時間常數(shù)T (2)求2分鐘后,溫度計的指示值到達(dá)實際溫度的百分之多少,典型的一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為:,解:將溫度計瞬間放入被測液體中,可以視為給溫度計施加一個階躍輸入信號,其單位階躍響應(yīng)為:,令:
2、,得:,再令: 將 代入,2分鐘后,溫度計的指示值:,,設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為,(1)畫出系統(tǒng)的閉環(huán)方框圖,求出其閉環(huán)傳遞函數(shù) (2)求閉環(huán)系統(tǒng)的阻尼比 和無阻尼自然頻率 ; (3)求閉環(huán)系統(tǒng)的峰值時間tp、超調(diào)量Mp、 調(diào)整時間tS (=0.02);,,,+,,Xi(s),,Xo(s),,,B(s),解:,系統(tǒng)的閉環(huán)方框圖,系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù),(2)求閉環(huán)系統(tǒng)的阻尼比 和無阻尼自然頻率 ;,系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù),解:,對比二階振蕩環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)形式:,可得:,,,(3)求閉環(huán)系統(tǒng)的峰值時間tp、超調(diào)量Mp、 調(diào)整時間tS (=0.02);,,,,某系統(tǒng)如圖所示,,(1)求閉環(huán)
3、系統(tǒng)的阻尼比 和無阻尼自然頻率 ; (2)求閉環(huán)系統(tǒng)的峰值時間tp、超調(diào)量Mp、 調(diào)整時間tS (=0.02);,(1)求閉環(huán)系統(tǒng)的阻尼比 和無阻尼自然頻率 ;,系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù),解:,對比二階振蕩環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)形式:,可得:,,,(2)求閉環(huán)系統(tǒng)的峰值時間tp、超調(diào)量Mp、 調(diào)整時間tS (=0.02);,,已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下:,求:(1) 試確定系統(tǒng)的型次v和開環(huán)增益K;,(2)試求輸入為 時,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差,,解:(1)將傳遞函數(shù)化成標(biāo)準(zhǔn)形式,,可見,v1,這是一個I型系統(tǒng) 開環(huán)增益K50;,(2)輸入為 時,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差,這是一個I型系統(tǒng),能夠?qū)﹄A
4、躍輸入進(jìn)行無差跟蹤,能夠?qū)闼佥斎脒M(jìn)行有差跟蹤,總的穩(wěn)態(tài)誤差為:,,,已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下:,求:(1) 試確定系統(tǒng)的型次v和開環(huán)增益K;,(2)試求輸入為 時,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差,,解:(1)將傳遞函數(shù)化成標(biāo)準(zhǔn)形式,可見,v2,這是一個II型系統(tǒng) 開環(huán)增益K100;,,(2)輸入為 時,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差,這是一個II型系統(tǒng),能夠?qū)﹄A躍輸入進(jìn)行無差跟蹤,能夠?qū)闼佥斎脒M(jìn)行無差跟蹤,能夠?qū)慵铀佥斎脒M(jìn)行有差跟蹤,總的穩(wěn)態(tài)誤差為:,,某系統(tǒng)傳遞函數(shù)為:,當(dāng)輸入為:,試求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出:,解:,系統(tǒng)的頻率特性函數(shù)為:,系統(tǒng)的幅頻特性函數(shù)為:,系統(tǒng)的相頻特性函數(shù)為:
5、,,設(shè)有如圖所示的反饋控制系統(tǒng),根據(jù)勞斯判據(jù)確定使系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定的k值范圍,,,列出勞斯表:,解:可以求出系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為:,系統(tǒng)的特征方程:,可展開為:,,k0, 30-k0,當(dāng),系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定,即要求:,30k0,,已知反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為,畫出奈奎斯特軌跡,并判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性;,解:系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性為,幅頻特性,相頻特性:,實頻特性,虛頻特性:,并且,并且,有一個極點在s平面的坐標(biāo)原點,開環(huán)傳遞函數(shù)為,從=0-到=0+,以無窮大半徑從90度補(bǔ)畫至-90度。如圖,對 進(jìn)行補(bǔ)線:,判斷穩(wěn)定性:,開環(huán)傳遞函數(shù)無右半平面的極點,,,Nyquist圖不包圍(1,j0)點,,Z
6、N+P0 ,可知系統(tǒng)穩(wěn)定,,,,,,,,,,,設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下,試分別繪制系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性bode圖,,,,L,(,w,)/dB,20 dB/dec,,0,,w,/(rad/s),,50,40 dB / dec,,,1,20lg30,傳遞函數(shù)可以寫為:,由比例、積分、慣性環(huán)節(jié)構(gòu)成,,,,50,1,-180,-90,,,,,-135,,幅頻特性bode圖,相頻特性bode圖,,已知開環(huán)系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性如圖所示。 寫出開環(huán)傳遞函數(shù)G(s),,,,L,(,w,)/dB,20 dB/dec,,0,,w,/(rad/s),,100,60 dB / dec,,,1,80dB,,,,40 dB/dec,,,由圖可知,系統(tǒng)由比例、積分、兩個慣性環(huán)節(jié)構(gòu)成, 其中第一個慣性環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)角頻率為1,第二個慣性環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)角頻率為100,即:,