现代控制理论基础第三版王孝武答案

答案2.1

解：本题练习分流、分压公式。设电压、电流参考方向如图所示。 (a) 由分流公式得：

2??3A2I??A

2??R3解得

R?75?

(b) 由分压公式得：

R?3V2U??V

2??R3解得

4R??

7

答案2.2

解：电路等效如图(b)所示。

I2?U1?1k?5k?20mA20k?+URI220mA20k?3k?_(a)(b)(1?3)?520k??k?

1?3?59

图中等效电阻

R?(1?3)k?//5k??由分流公式得：

I2?20mA?R?2mA

R?20k?电压

U?20k??I2?40V 再对图(a)使用分压公式得：

3U1=?U=30V

1+3

答案2.3

解：设R2与5k?的并联等效电阻为

R3?R2?5k? (1)

R2?5k?由已知条件得如下联立方程：

R3?U2??0.05?U?1R1?R3?R?R?R?40k?13?eq(2)(3)

由方程(2)、(3)解得

R1?38k? R3?2k? 再将R3代入(1)式得

R2?

10k? 3答案2.4

解：由并联电路分流公式，得

I1?20mA?8??8mA

(12?8)?6??12mA

(4?6)?I

答案6.22

解：对图(a)电路做戴维南等效，如图(b)所示。

U?+OCU?Zin-(b)

Zi?j?L?1/(j?C) (1) USOC?Ij?C (2) 由图(b)可知，当Zi?0时，电阻两端电压U与电阻R无关，始终等于

UOC(R?0)。

由式(1)解得

??1/LC?100rad/s

将式(3)代入式(2)得

U?UOC?10?0?A?1j100rad/s?0.01F?10??90?V

u?102cos（?t?90）V

答案6.23

解：先对图(a)电路ab端左侧电路作戴维南等效，如图(b)所示。I?RU?OCCZi(b)

令

XL??L?2000rad/s?2?10?3H?4? 得等效阻抗

Z??j4?i?8?//8?//j4??44??j4??2(1?j)?

由

i?UOC1Zi?R?j?C

知，欲使电流i有效值为最大，电容的量值须使回路阻抗虚部为零，即：

Im[Zi?R?11]?2??0 j?C?C等效后电路如图(b)所示。

解得

1C??250μF

答案1.1

解：图示电路电流的参考方向是从a指向b。当时间t<2s时电流从a流向b,与参考方向相同，电流为正值；当t>2s时电流从b流向a，与参考方向相反，电流为负值。所以电流i的数学表达式为

2A t?2s? i?? -3A t?2s ?

答案1.2

解：当t?0时

u(0)?(5?9e0)V??4V<0

其真实极性与参考方向相反，即b为高电位端，a为低电位端； 当t??时

u(?)?(5?9e??)V?5V>0

其真实极性与参考方向相同，

即a为高电位端，b为低电位端。

答案1.3

解：(a)元件A电压和电流为关联参考方向。元件A消耗的功率为

pA?uAiA 则

uA?pA10W??5V iA2A真实方向与参考方向相同。

(b) 元件B电压和电流为关联参考方向。元件B消耗的功率为

pB?uBiB 则

iB?pB?10W???1A uB10V真实方向与参考方向相反。

(c) 元件C电压和电流为非关联参考方向。元件C发出的功率为

pC?uCiC 则

uC?pC?10W???10V iC1A真实方向与参考方向相反。

答案1.4

解：对节点列KCL方程

节点③: i4?2A?3A?0，得i4?2A?3A=5A 节点④: ?i3?i4?8A?0，得i3??i4?8A?

答案1.1

解：图示电路电流的参考方向是从a指向b。当时间t<2s时电流从a流向b,与参考方向相同，电流为正值；当t>2s时电流从b流向a，与参考方向相反，电流为负值。所以电流i的数学表达式为

2A t?2s? i?? -3A t?2s ?

答案1.2

解：当t?0时

u(0)?(5?9e0)V??4V<0

其真实极性与参考方向相反，即b为高电位端，a为低电位端； 当t??时

u(?)?(5?9e??)V?5V>0

其真实极性与参考方向相同，

即a为高电位端，b为低电位端。

答案1.3

解：(a)元件A电压和电流为关联参考方向。元件A消耗的功率为

pA?uAiA 则

uA?pA10W??5V iA2A真实方向与参考方向相同。

(b) 元件B电压和电流为关联参考方向。元件B消耗的功率为

pB?uBiB 则

iB?pB?10W???1A uB10V真实方向与参考方向相反。

(c) 元件C电压和电流为非关联参考方向。元件C发出的功率为

pC?uCiC 则

uC?pC?10W???10V iC1A真实方向与参考方向相反。

答案1.4

解：对节点列KCL方程

节点③: i4?2A?3A?0，得i4?2A?3A=5A 节点④: ?i3?i4?8A?0，得i3??i4?8A?

第一章作业参考答案

2、何谓电磁机构的吸力特性与反力特性？吸力特性与反力特性之间应满足怎样的配合关系？ 答：电磁机构使衔铁吸合的力与气隙长度的关系曲线称作吸力特性；电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙长度的关系曲线称作反力特性。

电磁机构欲使衔铁吸合，在整个吸合过程中，吸力都必须大于反力。反映在特性图上就是要保持吸力特性在反力特性的上方且彼此靠近。

3、单相交流电磁铁的短路环断裂或脱落后，在工作中会出现什么现象？为什么？

答：在工作中会出现衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散得到现象。

原因是：电磁机构在工作中，衔铁始终受到反力Fr的作用。由于交流磁通过零时吸力也为零，吸合后的衔铁在反力Fr作用下被拉开。磁通过零后吸力增大，当吸力大于反力时衔铁又被吸合。这样，在交流电每周期内衔铁吸力要两次过零，如此周而复始，使衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散。

5、接触器的作用是什么？根据结构特征如何区分交、直流接触器？ 答：接触器的作用是控制电动机的启停、正反转、制动和调速等。 交流接触器的铁芯用硅钢片叠铆而成，而且它的激磁线圈设有骨架，使铁芯与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样有利于铁芯和线圈的散热。

第一章作业参考答案

2、何谓电磁机构的吸力特性与反力特性？吸力特性与反力特性之间应满足怎样的配合关系？ 答：电磁机构使衔铁吸合的力与气隙长度的关系曲线称作吸力特性；电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙长度的关系曲线称作反力特性。

电磁机构欲使衔铁吸合，在整个吸合过程中，吸力都必须大于反力。反映在特性图上就是要保持吸力特性在反力特性的上方且彼此靠近。

3、单相交流电磁铁的短路环断裂或脱落后，在工作中会出现什么现象？为什么？

答：在工作中会出现衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散得到现象。

原因是：电磁机构在工作中，衔铁始终受到反力Fr的作用。由于交流磁通过零时吸力也为零，吸合后的衔铁在反力Fr作用下被拉开。磁通过零后吸力增大，当吸力大于反力时衔铁又被吸合。这样，在交流电每周期内衔铁吸力要两次过零，如此周而复始，使衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散。

5、接触器的作用是什么？根据结构特征如何区分交、直流接触器？ 答：接触器的作用是控制电动机的启停、正反转、制动和调速等。 交流接触器的铁芯用硅钢片叠铆而成，而且它的激磁线圈设有骨架，使铁芯与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样有利于铁芯和线圈的散热。

第二章

1. 为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势? P25 2. 如果图 2 - 1 中的电枢反时针方向旋转， 试问元件电势的方向和A、 B电刷的极性如何? P7

3. 为了获得最大的直流电势， 电刷应放在什么位置? 为什么端部对称的鼓形绕组(见图 2 - 3)的电刷放在磁极轴线上? P9-10

4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给定值? P23 5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上， 而在偏离几何中性线α角的直线上， 如图 2 - 29 所示， 试综合应用所学的知识， 分析在此情况下对测速机正、 反转的输出特性的影响。(提示： 在图中作一辅助线。)正反向特性不一致。

6. 具有 16 个槽， 16 个换向片的两极直流发电机结构如图 2 - 30 所示。 (1) 试画出其绕组的完整连接图；

(2) 试画出图示时刻绕组的等值电路图；

(3) 若电枢沿顺时针方向旋转， 试在上两图中标出感应电势方向和电刷极性； (4) 如果电刷不是位于磁极轴线上， 例如顺时针方向移动一个换

生物化学（第三版）课后习题详细解答

第三章 氨基酸

提要

α-氨基酸是蛋白质的构件分子，当用酸、碱或蛋白酶水解蛋白质时可获得它们。蛋白质中的氨基酸都是L型的。但碱水解得到的氨基酸是D型和L型的消旋混合物。

参与蛋白质组成的基本氨基酸只有20种。此外还有若干种氨基酸在某些蛋白质中存在，但它们都是在蛋白质生物合成后由相应是基本氨基酸（残基）经化学修饰而成。除参与蛋白质组成的氨基酸外，还有很多种其他氨基酸存在与各种组织和细胞中，有的是β-、γ-或δ-氨基酸，有些是D型氨基酸。

氨基酸是两性电解质。当pH接近1时，氨基酸的可解离基团全部质子化，当pH在13左右时，

+-则全部去质子化。在这中间的某一pH（因不同氨基酸而异），氨基酸以等电的兼性离子（H3NCHRCOO）

状态存在。某一氨基酸处于净电荷为零的兼性离子状态时的介质pH称为该氨基酸的等电点，用pI表示。

所有的α-氨基酸都能与茚三酮发生颜色反应。α-NH2与2,4-二硝基氟苯（DNFB）作用产生相应的DNP-氨基酸（Sanger反应）；α-NH2与苯乙硫氰酸酯（PITC）作用形成相应氨基酸的苯胺基硫甲酰衍生物（ Edman反应）。胱氨酸中的二硫键可用氧化剂（如过甲酸）或还原剂（如巯基乙醇）断裂

第一章 温度

1-1 在什么温度下,下列一对温标给出相同的读数：（1）华氏温标和摄氏温标；（2）华氏温标和热力学温标；（3）摄氏温标和热力学温标？

解：（1）

当 时，即可由 时

，解得

故在 （2）又

当 时 则即

解得： 故在 （3）

若

则有

时，

显而易见此方程无解，因此不存在

的情况。

1-2 定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点槽内时，其中气体的压强为50mmHg。 （1）用温度计测量300K的温度时，气体的压强是多少？ （2）当气体的压强为68mmHg时，待测温度是多少？

解：对于定容气体温度计可知：

(1)

(2)

1-3 用定容气体温度计测得冰点的理想气体温度为273.15K，试求温度计内的气体在冰点时的压强与水的三相点时压强之比的极限值。

解：根据 已知 冰点

。

1-4 用定容气体温度计测量某种物质的沸点。 原来测温泡在水的三相点时，其中气体的压强

；当测温泡浸入待测物质中时，测得的压强值为

减为200mmHg时,重新测得

,当从

,当再抽出一些

测温泡

现代控制理论基础 上机实验报告之二

基于降维观测器的超精密车床振动控制

院系英才学院 专业自动化 姓名 班号 指导教师强盛

哈尔滨工业大学 2015年6月1日

一、 系统的工程背景及物理描述

在实验一中针对亚微米超精密车床的振动控制系统，我们采用全状态反馈法设计了控制规律。但是在工程实践中，传感器一般只能测量基座和床身的位移信号，不能测量它们的速度及加速度信号，所以后两个状态变量不能获得，换句话说全状态反馈很难真正实现。

为了解决这个问题，本实验设计一个降维（2维）状态观测器，用来解决状态变量x2,x3的估计问题，从而真正实现全状态反馈控制。

二、 实验目的

通过上机实验，使同学们熟练掌握： 1. 降维状态观测器的概念及设计原理 2. 线形系统分离原理的内涵

3. 进一步熟悉极点配置及状态反馈控制律的设计过程 4. MATLAB语言的应用

三、 性能指标

? 闭环系统渐进稳定 ? 降维观测器渐进稳定

四、 实际给定参数

? k0=1200N/m ? ke=980N/A ? R=300Ω= ? m=120kg ? c=0.2 ? L=0.95H

五、 控制系统的开环状态空间模型

开环系统的状态空间表达式为：

??1??0?x?????x2???