自动控制原理 第五章频率响应分析法习题及答案.doc
文本预览下载声明
第五章习题与解答
5-1 试求题5-1图(a)、(b)网络的频率特性。
(a) (b)
题5-1图 R-C网络
解 (a)依图:
(b)依图:
5-2 某系统结构图如题5-2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)
题5-2图 反馈控制系统结构图
解 系统闭环传递函数为:
频率特性:
幅频特性:
相频特性:
系统误差传递函数:
则
(1)当时, ,rm=1
则
(2) 当 时:
5-3 若系统单位阶跃响应
试求系统频率特性。
解
则
频率特性为
5-4 绘制下列传递函数的幅相曲线:
解
幅频特性如图解5-4(a)。
幅频特性如图解5-4(b)。
图解5-4
幅频特性如图解5-4(c)。
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。
解
计算可得
5-6 试绘制下列传递函数的幅相曲线。
(1)
(2)
解 (1)
取ω为不同值进行计算并描点画图,可以作出准确图形
三个特殊点: ① ω=0时,
② ω=0.25时,
③ ω=∞时,
幅相特性曲线如图解5-6(1)所示。
图解5-6(1)Nyquist图 图解5-6(2) Nyquist图
(2)
两个特殊点: ① ω=0时,
② ω=∞时,
幅相特性曲线如图解5-6(2)所示。
5-7 已知系统开环传递函数
;
当时,,,单位速度稳态误差,试写出系统开环频率特性表达式。
解:
绘制的幅相曲线,然后顺时针转180°即得到幅相曲线。的零极点分布图及幅相曲线分别如图解5-7(a)、(b)所示。的幅相曲线如图解5-7(c)所示。
依题意有: , ,因此。
另有:
可得: ,,。
所以:
5-8 已知系统开环传递函数
试概略绘制系统开环幅相曲线。
解 的零极点分布图如图解5-9(a)所示。
变化时,有
分析平面各零极点矢量随的变化趋势,可以绘出开环幅相曲线如图解5-8(b)所示。
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)
解 (1)
图解5-9(1) Bode图 Nyquist图
(2)
图解5-9(2) Bode图 Nyquis
显示全部