自动控制原理作业答案第三章

3-1

?(t)?2r(t) （1） 0.2c??(t)?0.24c?(t)?c(t)?r(t) （2） 0.04c试求系统闭环传递函数Φ(s),以及系统的单位脉冲响应g(t)和单位阶跃响应c(t)。已知全

部初始条件为零。 解：

（1） 因为0.2sC(s)?2R(s)

闭环传递函数?(s)?C(s)10? R(s)st?0

t?0

R(s)

0.04s2?0.24s?1单位脉冲响应：C(s)?10/s g(t)?10单位阶跃响应c(t) C(s)?10/s2 c(t)?10t2（2）(0.04s?0.24s?1)C(s)?R(s) C(s)?闭环传递函数?(s)?C(s)1? 2R(s)0.04s?0.24s?125?3t1g(t)?esin4t 20.04s?0.24s?13单位脉冲响应：C(s)?单位阶跃响应h(t) C(s)?251s?6??

s[(s?3)2?16]s(s?3)2?163c(t)?1?e?3tcos4t?e?3tsin4t

413-2 温度计的传递函数为，用其测量容器内的水温，1min才能显示出该温度的

Ts?198%的数值。若加热容器使水温按10oC/min的速度匀速上升

长沙理工大学自控控制原理精品课程 第三章习题解答

3-1 设系统特征方程式：

s4?2s3?Ts2?10s?100?0

试按稳定要求确定T的取值范围。

解：利用劳斯稳定判据来判断系统的稳定性，列出劳斯列表如下：

s4s3 s212T?5(10T?250)/(T?5)100T10100100

s1s0欲使系统稳定，须有

?T?5?0?T?25 ??10T?250?0 故当T>25时,系统是稳定的。

3-2 已知单位负反馈控制系统的开环传递函数如下，试分别求出当输入信号为,

1(t),t和t2 时，系统的稳态误差essp(?),essv(?)和essa(?).

(1)D(s)?10(0.1s?1)(0.5s?1)(2)D(s)?7(s?1)8(0.5s?1)(3)D(s)?s(s?4)(s2?2s?2)s2(0.1s?1)

解：（1）根据系统的开环传递函数可知系统的特征方程为： D(s)?(0.1sz?1)(0.5s?1)?10?0.05s?0.6s?11?0

由赫尔维茨判据可知，n=2且各项系数为正，因此系统是稳定的。由G(s)

可知，系统是0型系统，

3.4 解：

双线性变换法：

21?z?11?z?1?由于T=2，则：s?

T1?z?11?z?1H(z)?Ha(s)|11|??121?z1?zs?s?1?z?121?z?1s?s?1?1?11?z1?z()??11?z?11?z?1(1?z?1)2? ?12?1?1?12(1?z)?(1?z)(1?z)?(1?z)?1?1?2z?1?z?2?3?z?2脉冲响应不变法：

Ha(s)?1s2?s?1?j33j?331313s?(??j)s?(??j)2222

33?jj33H(z)??13131?e?(??j)T22?z?1?1?ej?(?j)T22z?1?j1?e33z333)?1(?1?j3)?11?e?(1?jz

3.7 解：

数字滤波器的截止频率为：

2?fc2??103wc?2?fcT???1

fs6.28318?103根据脉冲响应不变法，模拟滤波器的截止频率?c?2?fc?wc/T?三阶巴特沃斯滤波器的归一化系统函数为：Ha(s)?进行反归一化，令s?s/?c，则

11 T1 231?2s?2s?s?c31Ha(s)??3231?2s/?c?2(s/?c)?(s/?c)?c?2s?c2?2s2?c?s3?c?(?c/3)ej?/6

3-1 设有一群粒子按速率分布如下： 粒子数Ni 速率Vi（m/s）

试求(1)平均速率V；（2）方均根速率V 解：（1）平均速率：

V?2?1.00?4?2.00?6?3.00?8?4.00?2?5.00?3.18(m/s)

2?4?6?8?222 1.00 4 2.00 6 3.00 8 4.00 2 5.00 （3）最可几速率Vp

(2) 方均根速率

V2??NiVi2?3.37(m/s)

?Ni(3) 最可几速率Vp=4(m/s).

3-7 试就下列几种情况，求气体分子数占总分子数的比率： （1） 速率在区间vp～1.0vp1内 （2） 速度分量vx在区间vp～1.0vp1内

（3） 速度分量vp、vp、vp同时在区间vp～1.0vp1内

解：设气体分子总数为N，在三种情况下的分子数分别为△N1、△N2、△N3 （1） 由麦氏速率分布律： △ N=?dN??dN??dN

V100V2V2V1令v2=1.01vp，vi=vp，xi?题结果可得；

vivv，则x1?1?1，x2?2?1.01，利用16vpvpvp22?N122?erf(x2)?x2e?x2?erf(x

“微机系统原理与接口技术”第三章习题解答

1． 下列各条指令是否有错？如果有，请指出错误之处并改正。

（1） MOV DS，1000H （2） MOV [100]，23H （3） ADD AX，[BX＋BP＋6] （4） PUSH DL （5） IN AX，[3FH] （6） OUT 3FFH，AL （7） LES SS，[SI] （8） POP [AX] （9） IMUL 4CH （10） SHL BX，5

（11） INT 300

（12） XCHG DX，0FFFH 答：（1）错误。不允许直接向段寄存器送立即数，可改为：

MOV MOV

AX，1000H DS，AX

（2）错误。该指令在语法上是对的，即可以把一个立即数送入一个存储单元；但是如果考虑实际编译，则第一操作数前应加上BYTE PTR或WORD PTR说明，否则汇编程序会因不能确定操作数长度而指示出错。可改为：

MOV ADD PUSH IN

BYTE PTR [100]，23H AX，[BX＋DI＋6] DX AX，3FH

（3）错误。不能同时使用两个基址寄存器BX、BP进行间接寻址，可改为： （4）错误。堆栈操作应以字为单位进行，而DL是一个

8086第三章作业

3-11在实模式下，若段寄存器中装入如下数值，试写出每个段的起始地址和结束地址

(1)1000H 10000H-1FFFFH (2)1234H 12340H-2233FH (3)E000H E0000H-EFFFFH (4)AB00H AB000H-BAFFFH

3-12对于下列CS：IP组合，计算出要执行的下条指令存储器地址。 （1）CS=1000H和IP=2000H 答：下条指令存储器地址：12000H （2）CS=2400H和IP=1A00H 答：下条指令存储器地址：25A00H （3）CS=1A00H和IP=B000H 答：下条指令存储器地址：25000H （4）CS=3456H和IP=ABCDH 答：下条指令存储器地址：3F12DH 3-37 指出下列指令源操作数的寻址方式 （1） MOV AX,1200H;立即数寻址 （2）MOV BX,[1200H];直接寻址 （3）MOV BX,[SI];变址寻址

（4）MOV BX,[BX+SI+1200];相对基变址寻址 （5）MOV [BX+SI],AL;寄存器寻址

（6）ADD AX,[BX+DI+

第三章作业题

1、设某机为定长指令字结构 ， 指令长度 16 位 ， 每个地址码占 4 位 ， 试提出一种分配方案 ， 使该指令系统包含 ： 12条三地址指令 ， 1018 条单地址指令 ， 96 条零地址指令。

解：最多包含三地址指令，所以将形式地址字段划分为三部分：16位指令划分如下： 4 4 4 4 OP 按要求设计时令系统如下： OP 12条三地址指令 0000 ?? 1011 A1 XXXX XXXX XXXX OP 1018条单地址指令 1100 0000 0000 ?? 1111 1111 1001 OP 96条零地址指令 1111 1111 1010 0000 ?? 1111 1111 1111 1111 2、．已知某小型机字长为12 位 ， 其双操作数指令的格式如下 ： 0 5 6 7 8 11

OP R A

其中 ： OP 为操作码 ， R为通用寄存器地址。 试说明下列各种情况下能访问的最大主存区域有多少机器字

第三章作业题

1、设某机为定长指令字结构 ， 指令长度 16 位 ， 每个地址码占 4 位 ， 试提出一种分配方案 ， 使该指令系统包含 ： 12条三地址指令 ， 1018 条单地址指令 ， 96 条零地址指令。

解：最多包含三地址指令，所以将形式地址字段划分为三部分：16位指令划分如下： 4 4 4 4 OP 按要求设计时令系统如下： OP 12条三地址指令 0000 ?? 1011 A1 XXXX XXXX XXXX OP 1018条单地址指令 1100 0000 0000 ?? 1111 1111 1001 OP 96条零地址指令 1111 1111 1010 0000 ?? 1111 1111 1111 1111 2、．已知某小型机字长为12 位 ， 其双操作数指令的格式如下 ： 0 5 6 7 8 11

OP R A

其中 ： OP 为操作码 ， R为通用寄存器地址。 试说明下列各种情况下能访问的最大主存区域有多少机器字

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

班级 学号 姓名 成绩

第三章 平面设计

一、填空题(每空1分，共5分)

1.计算不设超高的圆曲线最小半径时，横向力系数取为______。

2.路线设计平面图是道路的主要设计文件之一，其比例尺一般要求为：公路____________、城市道路____________ 。

3.经验认为：当R在100m左右时，通常取______；如果R小于100m，则选择______。反

之，在圆曲线半径较大时，可选择A在______左右，如R超过了3000m，即使______，在视觉上也是没有问题的。

3. 若回旋线设计参数A＝200（m）时，回旋线参数C＝______，距回旋线起点100m处的曲率半径β＝______。

4.平面线形三要素是：______、______、______。

5.关于缓和曲线的最小长度，可从____________________、____________________、

____________________几方面考虑。 二、名词解释(每小题3分，共9分) 1.S型平曲线

2.道路

3.路线

4.路线平面设计

5. 一般最小半径

三、简答题(每小题5分，共15分) 1.设置缓和