东北大学自控课后习题

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第一章

1-1 试举几个开环与闭环自动控制系统的例子，画出它们的框图，并说明它们的工作原

理，讨论其特点。

1-2 闭环自动控制系统是由哪些环节组成的？各环节在系统中起什么作用？

1-3 图P1-1所示，为一直流发电机电压自动控制系统。图中，1为发电机；2为减速器；

3为执行机构；4为比例放大器；5为可调电位器。 （1） 该系统由哪些环节组成，各起什么作用？

（2） 绘出系统的框图，说明当负载电流变化时，系统如何保持发电机的电压恒定。 （3） 该系统是有差还是无差系统？ （4） 系统中有哪些可能的扰动？

1-4 图1-6所示闭环调速系统，如果将反馈电压Uf的极性接反，成为正反馈系统，对

系统工作有什么影响？此时各环节工作于什么状态？电动机的转速能否按照给定值运行？

1-5 图P1-2为仓库大门自动控制系统。试说明自动控制大门开启和关闭的工作原理。

如果大门不能全开或全关，则怎样进行调整？

图P1-1 电压自动控制系统

图P1-2 仓库大门控制系统

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第二章

2-1 试求出图P2-1中各电路的传递函数。

图P2-1

2-2 试求出图P2-2中各有源网络的传递函数。

图P2-2

2-3 求图P2-3所示各机械运动系统的传递函数。 （1）求图（a）的 （3）求图（c）的

Xc?s?X?s??? （2）求图（b）的c?? Xr?s?Xr?s?X2?s?X?s??? （4）求图（d）的 1?? X1?s?F?s?

图P2-3

2-4 图P2-4所示为一齿轮传动机构。设此机构无间隙、无变形，求折算到传动轴上的等效转动惯量、等效粘性摩擦系数和W?s???2?s?M?s?。

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图P2-4 图P2-5

2-5 图P2-5所示为一磁场控制的直流电动机。设工作时电枢电流不变，控制电压加在励磁绕组上，输出为电机角位移，求传递函数W?s??

2-6 图P2-6所示为一用作放大器的直流发电机，原电机以恒定转速运行。试确定传递函数

Uc?s??W?s?，设不计发电机的电枢电感和电阻。 Ur?s?ur?s???s?。

图P2-6

2-7 已知一系统由如下方程组组成，试绘制系统方框图，并求出闭环传递函数。

X1?s??Xr?s?W1?s??W1?s??W7?s??W8?s??Xc?s?

X2?s??W2?s??X1?s??W6?s?X3?s?? X3?s???X2?s??Xc?s?W5?s??W3?s? Xc?s??W4?s?X3?s?

2-8 试分别化简图P2-7和图P2-8所示的结构图，并求出相应的传递函数。

图P2-7 图P2-8

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2-9 求如图P2-9所示系统的传递函数W1?s??Xc?s?X?s?，W2?s??c。 Xr?s?XN?s?

图P2-9

2-10 求如图P2-10所示系统的传递函数。

图P2-10

2-11 求图P2-11所示系统的闭环传递函数。

图P2-11

2-12 图P2-12所示为一位置随动系统，如果电机电枢电感很小可忽略不计，并且不计系统的负载和粘性摩擦，设ur???r，uf???c，其中?r、?c分别为位置给定电位计及反馈电位计的转角，减速器的各齿轮的齿数以Ni表示之。试绘制系统的结构图并求系统的传递函数：

W?s???c?s? ?r?s?

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图P2-12

2-13 画出图P2-13所示结构图的信号流图，用梅逊公式求传递函数：W1?s??W2?s??Xc?s?。 N?s?Xc?s?，Xr?s?

图P2-13

2-14 画出图P2-14所示系统的信号流图，并分别求出两个系统的传递函数

Xc1?s?Xc2?s?，。 Xr1?s?Xr2?s?

图P2-14

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