自动控制原理作业

自动控制原理作业

1、下图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开、闭的工作原理，并画出系统方框图。

2、下图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。

3、用离心调速器的蒸汽机转速控制系统如图所示。其工作原理是：当蒸汽机带动负载转动的同时，通过圆锥齿轮带动一对飞锤作水平旋转。飞锤通过铰链可带动套筒上下滑动，套筒内装有平衡弹簧，套筒上下滑动时可拨动杠杆，杠杆另一端通过连杆调节供汽阀门的开度。在蒸汽机正常运行时，飞锤旋转所产生的离心力与弹簧的反弹力相平衡，套筒保持某个高度，使阀门处于一个平衡位置。如果由于负载增大使蒸汽机转速?下降，则飞锤因离心力减小而使套筒向下滑动，并通过杠杆增大供汽阀门的开度，从而使蒸汽机的转速回升。同理，如果由于负载减小使蒸汽机的转速?增加，则飞锤因离心力增加而使套筒上滑，并通过杠杆减小供汽阀门的开度，迫使蒸汽机转速回落。这样，离心调速器就能自动地抵制负载变化对转速的影响，使蒸汽机的转速?保持在某个期望值附近。

指出系统中的被控对象、被控量和给定量，画出系统的方框图。

4、电压调节系统如图所示：分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。

5、下图为函数记录仪

函数记录仪是一种通用记录仪,它可以在直角坐标上自动描绘两个电量的函数关系。同时,记录仪还带有走纸机构,用以描绘一个电量对时间的函数关系。请说明其组成、工作原理。并画出系统方框图。

6、下图为火炮方位角控制系统原理图，请说明其工作原理，并画出系统方框图。

C(s)7、试用梅逊公式法化简下面动态结构图，求如图所示系统的传递函数R(s)。

R(s) -

H4-G1-G2H2G3-G4H3G5G6C(s)H1C(s)8、试用梅逊公式法求如图所示系统的传递函数R(s)。

R(s) - - 1 R1 1 sC 1

- 1 R 2 1 sC 2 C(s) C(s)9、方框图如图所示，用梅逊公式化简方框图求R(s)。

10、已知系统方程组如下：

?X1(s)?G1(s)R(s)?G1(s)[G7(s)?G8(s)]C(s)?X(s)?G(s)[X(s)?G(s)X(s)]?22163 ?X(s)?[X(s)?C(s)G(s)]G(s)253?3??C(s)?G4(s)X3(s)C(s) 试绘制系统结构图，并求闭环传递函数R(s)。

11、系统的微分方程如下：

x1(t)?r(t)?c(t)?n1(t)x2(t)?K1x1(t)x3(t)?x2(t)?x5(t) Tdx4(t)?x3(t)dtx5(t)?x4(t)?K2n2(t)

d2c(t)dc(t)K3x5(t)??dtdt2式中K1、K2、K3、T为常数，r(t)为指令，n1、n2为干扰，c(t)为被控量。试建立系统的动态结构图，并分别求传递函数C(s)R(s)、C(s)N1(s)、

C(s)N2(s)。

C(s)C(s)12、求如图所示方框图的传递函数R(s)和E(s)。

13、某控制系统的方框图如图所示，试求 (1)该系统的开环传函Gk(s)、闭环传函

C(s)E(sR(s)和误差传函)R(s)。 (2)若保证阻尼比?=0.7和响应单位斜坡函数的稳态误差为ess=0.25,求系统参

14. 控制系统方块图如图所示：

（1）当a=0时，求系统的阻尼比?，无阻尼自振频率?n和单位斜坡函数输入时的稳态误差；

（2）当?=0.7时，试确定系统中的a值和单位斜坡函数输入时系统的稳态误差。

15. 设单位反馈系统的开环传递函数为

G(s)?Ks(1?s)(1?s)

36若要求闭环特征方程的根的实部均小于-1，问K值应取在什么范围？

16、典型二阶系统的单位阶跃响应曲线如图二所示，试确定系统的闭环传递函数。

17、单位负反馈系统的开环传递函数为

数

K、

?。

G(s)?Ka 2s(s?40?s?100)（1）试确定使系统稳定的开环增益K、阻尼比?的范围。

（2）若??2，并保证系统的极点全部位于s??1的左侧，试确定此时的开环增益K的范围。

18、已知系统的结构图如图所示：

（1）当Kf?0、Ka?10时，试确定系统的阻尼比?、固有频率?n和单位斜坡输入时系统的稳态误差。

（2）若使??0.6，单位斜坡输入下系统的稳态误差ess?0.2，试确定系统中Kf的值，此时放大系数Ka应为何值。 19、设单位反馈系统的开环传递函数为G(s)?K，要求系统响应单位匀

s(0.04s?1)速信号的稳态误差ess?1%及相角裕度??45?，试确定串联迟后校正环节的传递函数。

20、已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=

200

s(0.1s?1)试设计串联校正环节，使系统的相角裕度不小于45?，剪切频率不低于50rad/s。

21、设控制系统的结构图如图所示： R(s) C(s) s?110s -- --

s(s?1) Kfs （1）分析说明内反馈Kfs的存在对系统稳定性的影响。 （2）计算静态位置误差系数、静态速度误差系数和静态加速度误差系数，并说明内反馈Kfs的存在对系统稳态误差的影响。

22、单位反馈系统的开环对数幅频特性曲线L0(?)如图所示，采用串联校正，校正装置

?s??s???1???1??3??10?的传递函数 Gc(s)?

?s??s??1???1???0.3??100? 开环对数幅频特性曲线

（1）写出校正前系统的传递函数G0(s)；

（2）在上图中绘制校正后系统的对数幅频特性曲线L(?)； （3）求校正后系统的截止频率?c和相角裕度?。

23、某系统的开环对数幅频特性如图所示，其中虚线表示校正前的，实线表示校正后的。要求:

（1）确定所用的是何种串联校正方式，写出校正装置的传递函数Gc(s)； （2）确定使校正后系统稳定的开环增益范围；

（3）当开环增益K?1时，求校正后系统的相角裕度?和幅值裕度h。

24、已知系统结构如图所示，采样周期T?0.2s。求系统稳定时K的取值范围。

KC(s) R(s) ? T s(1?0.1s) -

25、离散系统结构图如下图所示，采样周期T?1。

（1）写出系统开环脉冲传递函数G(z)； （2）确定使系统稳定的K值范围； 26、试求

E(s)?(s?3)的z变换。

s(s?1)(s?2)200

s(0.1s?1)27、已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=

试设计串联校正环节，使系统的相角裕度不小于45?，剪切频率不低于50rad/s。

28、设单位反馈系统的开环传递函数为G(s)?K，要求系统响应单位

s(0.04s?1)匀速信号的稳态误差ess?1%及相角裕度??45?，试确定串联迟后校正环节的传递函数。

29、系统不可变部分的传递函数为：

G0(s)?Kv

s(0.1s?1)(0.2s?1)要求满足性能指标：

（1） 系统型别v?1

（2） 开环增益Kv?25s?1 （3） 剪切频率?c?2.5rad/s

（4） 相角裕度??400

试确定合适的校正环节

30、某最小相角系统的开环对数幅频特性如下图所示。要求:

1、写出系统开环传递函数；

2、利用相角裕度判断系统的稳定性；

3、将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。

31、一单位负反馈系统开环对数幅频渐进线如图所示，要求： （1）写出系统的开环传递函数； （2）判定闭环系统的稳定性；

（3）如果输入信号r(t)?t时，求系统在输入信号作用下的稳态误差ess。

LdB -20 -40 -20 ?

0.1 0.2 1 4 -40 32、已知最小相位系统的开环传递函数Bode图的对数幅频特性如图所示，试求

该系统开环传递函数。

L(?)/dB -40 0 -20 ?2 ?(1/s) ?1 ?3 ?c -40

33、已知最小相位系统Bode图的渐近幅频特性如图所示，求该系统的开环传递

函数。

34、某系统的结构图和Nyquist图如图(a)和(b)所示，图中

1s3 H(s)? G(s)?s(s?1)2(s?1)2

试判断闭环系统稳定性，并决定闭环特征方程正实部根的个数。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ume3.html