自控第五篇习题.doc
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习 题
5-1 试求下图 (a)、(b)网络的频率特性。
(a) (b)
习题5-1图 R-C网络
5-2 某系统结构图如图所示,试根据频率特性的物理意义,求下列输入信号作用时,系统的稳态输出和稳态误差
(1)
(2) 习题5-2图
5-3 若系统单位阶跃响应
试求系统频率特性。
5-4 绘制下列传递函数的幅相曲线:
5-5 已知系统开环传递函数
试分别计算 和 时开环频率特性的幅值和相角。
5-6 试绘制下列传递函数的幅相曲线。
(1)
(2)
5-7 已知系统开环传递函数
当时,,。当输入为单位速度信号时,系统的稳态误差为 1。试写出系统开环频率特性表达式。
5-8 已知系统开环传递函数
试概略绘制系统开环幅相频率特性曲线。
5-9 绘制下列传递函数的渐近对数幅频特性曲线。
(1) ;
(2) ;
(3)
(4)
(5)
5-10 若传递函数
式中,为中,除比例和积分两种环节外的部分,试证
式中,为近似对数幅频曲线最左端直线(或其延长线)与零分贝线交点的频率,如图所示。
习题 5-10 图
5-11 三个最小相角系统传递函数的近似对数幅频曲线分别如题图 (a)、(b)和(c)所示。要求:
(1)写出对应的传递函数;
(2)概略绘制对应的对数相频特性曲线。
习题5-11图
5-12 已知、和均为最小相角传递函数,其近似对数幅频曲线如题图所示。试概略绘制传递函数
的对数幅频、对数相频和幅相特性曲线。
5-13 试根据奈氏判据,判断图题图中(1)~(10)所示曲线对应闭环系统的稳定性。已知曲线(1)~(10)对应的开环传递函数分别为(按自左至右顺序)。
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) ;
(5) ;
(6) ;
(7) ;
(8) ;
(9) ;
(10) 。
习题5-13图
5-14 已知系统开环传递函数,试根据奈氏判据,确定其闭环稳定的条件:
(1)时,值的范围;
(2)时,值的范围;
(3)值的范围。
5-15 已知系统开环传递函数
试概略绘制幅相特性曲线,并根据奈氏判据判定闭环系统的稳定性。
5-16 某系统的结构图和开环幅相曲线如题图 (a)、(b)所示。图中
试判断闭环系统稳定性,并决定闭环特征方程正实部根个数。
习题5-16 图
5-17 已知系统开环传递函数
试根据奈氏判据确定闭环系统的稳定性。
5-18 已知单位反馈系统的开环传递函数,试判断闭环系统的稳定性。
5-19 已知反馈系统,其开环传递函数为
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) 。
试用奈氏判据或对数稳定判据判断闭环系统的稳定性,并确定系统的相角裕度和幅值裕度。
5-20 设单位反馈控制系统的开环传递函数为
试确定相角裕度为45°时的α值.
5-21 在已知系统中
试确定闭环系统临界稳定时的Kh。
5-22 若单位反馈系统的开环传递函数
试确定使系统稳定的K的临界值。
5-23 设单位反馈系统的开环传递函数
试确定闭环系统稳定的延迟时间τ的范围。
5-24 某最小相角系统的开环对数幅频特性如题图所示。要求
写出系统开环传递函数;
利用相角裕度判断系统的稳定性; 习题5-24图
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。
5-25 对于典型二阶系统,已知参数,,试确定截止频率和相角裕度。
5-26 对于典型二阶系统,已知%=15%,,试计算截止频率和相角裕度。
5-27 一控制系统,其结构图如图所示,图中
试按以下数据:
(1)和
(2)和
(3)闭环幅频特性曲线形状,
估算系统时域指标σ%和。
5-28 已知控制系统结构图如图5-84所示。当输入时,系统的稳态输出 。试确定系统的参数。 习题5-28图
5-29 对于高阶系统,要求时域指标,,试将其转换成频域指标。
习题5-12图
习题5-27图
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