自动控制原理与系统陈渝光第5版习题答案.docx

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1、自动控制原理与系统(第4版)参考答案解析第1章自动控制系统概述1、习题1-6图1T6为太阳能自动跟踪装置角位移(t)的阶跃响应曲线。曲线I为系统未加校正装置时的阶跃响应,曲线II和In为增加了不同的校正装置后的阶跃响应。试大致估计I、IKIIIH种情况时的动态性能指标、3、N,并分析比较I、II、In三种情况技术性能的优势。图1-16太阳能自动跟踪装置角位移阶跃响应曲线答I:最大超调量b45%,调整时间Sgo.37s,振荡次数比3,技术性能最差。II:2420%,ts20.12s,N2l,技术性能较好。III:3%6.8%,UO.7s,N3O.5,技术性能最好。2、习题1-7图1-7为一晶体管

2、稳压电源电路图,试分别指出哪个量是给定量、被控量、反馈量、扰动量?画出系统的框图,写出其自动调节过程。解要画出控制系统方块图,第一步(也是关键的一步)就是搞清系统的工作原理或工作过程。在如图1-17所示的电路中,被控量是负载(电阻RL)上的电压Ul(输出电压)。若不采用稳压电源,将负载直接接到整流电路(图中未画出)的输出电压U上,则当负载电流IL增加(RL减小)时,整流电源的等效内阻上的电压降落将增加,使整流输出电压U(此时即为负载上的电压)降低。当然,若电网电压波动,也会使整流输出电压产生波动。设整流输出电压的波动为AU,它是造成负载上电压不稳定的主要原因。如今增设了稳压电路,此时负载上的电

3、压不再是整流电压U,而是整流电压在经调整管V2的调节后输出的电压UloV2导通程度愈大,则输出电压UL大些,反之将小些。由图可见,调整管V2的导通程度将取决于放大管Vl的导通程度。Vl管的发射极电位由电阻R2和稳压管V3构成的稳压电路提供恒定的电位。Vl管基极电位UA取决于负载电压UL(由R3和R构成的分压电路提供输出的负载电压UL的采样信号U八)。当负载电压UL因负载电流增加(或电网电压下降)而下降时,则UA下降;由于Vl发射极电位恒定,于是Ulbe将减小;这将导致VI的集电极电流I一减小,此电流在电阻Rl的压降(IclRI)也将减小;这将是调压管V2的基极电位升高,V2的导通程度加大,使输

4、出电压Uz增加,从而起到自动补偿的作用。其自动调节过程参见下图。图(1-1)稳压电源电路的框图及自动调节过程由以上分析可知,此系统的输出量为Ul,给定值取决于稳压管V3的稳压值,检测元件为R3、R构成的分压电路,反馈信号为电压负反馈,执行元件为调压管V2,放大元件为V1,扰动量为整流输出电压的波动au.由此可画出如图所示的框图。3、习题1-8图1-18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?解在图1-18所示的控制系统中,合上开门开关(“关门开关联动断开),给定电位器便向放大器送出一个给定电压信号。此时反映大门位置的检测电位器向放

5、大器送出一个反馈电压信号。这两个电压信号在放大器的输入端进行迭加比较,形成偏差电压。此电压经放大后驱动电动机带动卷筒使大门向上提升。这一过程要一直继续到大门的开启位置达到预期值,反馈电压与给定电压相等,偏差电压为零时才停止。若大门开启的程度不够大(门未全开),则可调节给定电位器,使与“开门开关相连的触点上移即可。由以上分析可知,此系统的控制对象是仓库大门,执行单元是直流电动机和卷筒,给定信号由开门(或关门)开关给出,调节给定电位器(的触点)即可改变大门的开启(或关闭)的程度。(当然,整定检测电位器触点与大门的对应位置,也可调整大门的开启程度)。通过与大门相连的连杆带动的检测电位提供位置反馈信号

6、。由以上分析可画出如下图所示的系统组成框图:执行元件图(1-2)仓库大门控制系维成框图*4、题1-9图1T9为一自动绕线机的速度控制系统的示意。试分析其自动绕线、排线的工作原理,画出系统的框图(排线机构为齿轮与齿条的组合件)。a)机构示意图b)电气控制示意图图】49自动绕线机速度控制系统I一拉故机构2一撑级机构3绕线机构4一比较叁S一薯幼放大养SM一直流伺服电动配TG测速发电机图1-19系统组成框图如下:a)m成框图Usif-AJHUsi-UfnOl(使2与nl同步变化)二P(Us)*Uaf-*Uaf-Jlt.UfnLJ(稳定转速)b)自动调节过程图(1-4)自动浇线机的方睚9和自动能节过程*

7、5、习题1-10在卷绕加工的系统中,为了避免发生像拉裂、拉伸变形或褶皱等这类不良的现象,通常使被卷物的张力保持在某个规定的数值上,这就是恒张力控制系统。在如图1-20所示的恒张力控制系统中,右边是卷绕驱动系统,由它以恒定的线速度卷绕被卷物(如纸张等)。右边的速度检测器提供反馈信号以使驱动系统保持恒定的线速度(驱动系统的控制部分,此处省略未画出)。左边的开卷筒与电制动器相联,以保持一定的张力。为了保持恒定的张力,被卷物将绕过一个浮动的滚筒,滚筒具有一定的重量,滚筒摇臂的正常位置是水位位置,这时被卷物的张力等于浮动滚筒总重力W的一半。在实际运行中,因为外部扰动、被卷物料的不均匀及开卷筒有效直径的减

8、少而使张力发生变化时,滚筒摇臂便保持不了水平位置,这时通过偏角检测器测出偏角位移量,并将它转换成电压信号,与给定输入量比较,两者的偏差电压经放大后去控制电制动器。试画出该系统的组成框图。今设因外部扰动而使张力减小,请写出该系统的自动调节过程。开卷管图l20 卷绕加工的恒张力控制系统速度给定UN卷筒驱动系统卷筒UiV(卷筒线速度)速度反情速度检测器卷筒拉力(卷绕驳动恒速控制系统)开卷筒阻被卷物偏角检测器浮动滚筒JW-L 一电制动器阻力,一张力Ff(被卷物张力)张力检胸节(卷绕加工恒速控制系统)a)组成框图直至尸=叼2,浮动濠筒不再移动,电制动器限力不再变化为止b)自动频过程图(I-S)卷绕加工恒

9、张力控制系统的方磔和自动调节过程6、题1-11图1-21为一直流调速系统。图中TG为测试发电机,M为工作电动机,SM为伺服电动机,伺服电动机将驱动电位器RP2的滑杆上下移动。试画出该系统的组成框图,写出该系统的自动调节过程(设转速n因负载转矩TL增大而下降)ffl 1-21直流调速系统解图1-21所示系统的组成框图和自动调节过程如下图所示:转速给定USn 4U控制调节元件功率放大元件放大器Ul伺服 电机 SM2 I P 制位R 控电器触发电路整流电路转速尸测速发电机TG检测元件a)蛆成框图, f_ n _ _ Nq-%) - 5o0PR2SM 一 触点一珠.一 _ n 正转上移I 1 I直至转

10、速H回复原状,力二L,O=0,5=。,SM停转,RP2触点停止时为止b)自动调节过程三(1-3)直诲调速系绫组成框图和自动调节过程第2章拉普拉斯变换及其应用1、题2-1己知微分方程为u(t)=Ri(t)+L嘤+e(t),求电流i(t)的拉氏式。解I(三)=噜詈2、题2-2求F(三)=三不的拉氏反变换式f(t)。S(S+2)f(t)=2(l-e21)3、题2-3应用终值定理求下列象函数的原函数f(t)0 F(S)=4(s+5)(s+8) F(S)5s(s+i)F(s)=F(三)=磊解0;5;8;0。第3章自动控制系统的数学模型1、题3-2惯性环节在什么条件下可近似为比例环节?又在什么条件下可近似

11、为积分环节?答:惯性环节在动态响应初期,它近似为一积分环节,而在响应后期(近稳态时)则近似为一比例环节,此外,从频率响应看(参见第4章分析),在高频段,惯性环节近似为积分环节,而在低频段则近似为一比例环节。2、题3-3一个比例积分环节和一个比例微分环节相连接,能否简化为一个比例环节?答:不能。从它们串联(或并联)后的等效传递函数来分析,就可得到这个结论:比例积分环节的传递函数为Gl(三)二篝也比例微分环节的传递函数为G2(三)=K2(s+1)C!(1)两者串联后的传递函数G(三)=G1(s)G2(s)=My+i)K2(s+l)由上式可见,无论参数如何调节,都无法使G(三)=K(2)两者并联后的

12、函数G(s)=Gl(三)+0(s)=Ki(?s+i)+Q(s+1)TlS由上式同样可见,无论参数如何调节,也都无法使G(s)=K3、题3-9求取图3-26a、b、c、d四个电路的传递函数。图中物理量角标i代表输入,。代表输出。图326/用环节的电路解a)G(s)=-=-(由分压公式求取)UI(三)RIClS+1s1上式中=RiQ,此为一惯性微分环节。b)G(三)=麒=胆卓(由分压公式求取)UKS)2s+l上式中K=St,1=R1C1,2=(C1+C2),此为无源校正环节(这在K1+K2K1+112第六章中介绍)。C)G(三)=然=乎吟由G(三)=-祟求取Ui(三)(t2s+1)ZO(三)上式中

13、K=RRo,1=R0C0,2=R1C1,此为有源校正环节(这在第六章中介绍)。d)G(三)=匹=K(TW+1)UMS)(T2s+i)上式中K=R2R0,T1=R1C1,T2=(R1+R2)C14、题3T0图3-27为一控制系统的电模拟电路,试画出此控制系统的系统框图,并注明各参数的数值。图327控制系统的电模拟电路解与图3-27所示系统对应的系统框图,如下图所示:图中Gl(三)为比例系数可调的比例积分(PI)调节器,其传递函数GI(三)=K(产+1)。1Is由图3-27可见,此运放反馈回路取样电压不是Utp而是Uo经3.3KQ电位器与300Q电阻分压后的U由图可见:IT/_(O.33.6),1

14、1X11u-3.6KU0-(-l)U0反馈电压的减小,相当反馈电阻增大为(121)倍,因此其增益为K1=(112)R1R0=(l-12)51K10K=(112)X5.1其时间常数Tl=R1C1=51IO31106=5.1102S(2)G2(s)为比例J环节G2(s)=K2=R2Ro=100K10K=IOo(3) G3(s)为比例微分环节G3(s)=K3(3s+l)式中K3=R3R0=20K10K=2,3=R0C0=10IO30.1X106=1103S(4) G4(s)为惯性环节S(三)=磊式中K4=47K10K=4.7,T4=R4C4=47103210-6=9.4IO-2S(5) G5(s)为

15、积分环节Gs(三)=4殳5/T5SS式中(6) -E-(ioo3o-6)-100/s(6)由于G1(s)G5均为反相输入端输入,G(三)中均应带一负号,由于书中约定,为简化起见,一般将此负号省略,最终极性有实际状况确定。此处由五个(奇数)环节,所以极性应变号,因此,此为负反馈。其反馈系数Y由分压电路可知Y=0.1K1.1K=0.0905、题3T1图3-28为一自动控制系统的系统框图,其中R(三)为给定量,Dl(三)与DKs)为两个扰动量。求取系统在R(s)、D1(s)和D2(s)同时作用下的输出C(s)卬S)(*)也。干H)将录H,叶11中图328某自动控制系统框图解由图3-28并参考式(3-

16、45)有C(三)_KIK2K3(T1S+I)R(三)+K2K3K1S+l)D1(s)+K3D2(s)()S2(T2s+1)+K1K2K3(T1s+1)5、题3-12化简图329a、b所示的系统框图。a)图3-29自动控制系统框图答:3)R(s)Gi(三)G2(三)-/1(s)G3(s)C(s)1+Gi(三)G2(三)-H1(三)G3(三)W2(三)b)R(s)G(三)G2(s)G3(s)G4e)c(。1+G3(三)G4(三)H2(三)+G2(三)G3(三)H1(三)+G1(s)G2(s)G3(s)G40)7、题3-13应用公式求取图3-29ab所有系统的闭环传递函数(s)=C(s)R(s)图3

17、-29自动控制系统框图解(1)对图3-29a所示系统,要特别注意的是:系统框图中的HI(三)构成的回路不是反馈回环,而是Gl(s)、G2(s)的并联支路。于是先并联后,再应用式(3-38),可求得C(s)_Gs)G2(s)+H1(s)G3(s)_GI(三)G2(s)G3(s)+%(s)G3(s)丽1+IG1(三)G2(三)+H1(三)G3(三)H2(三)1+G1(三)G2(三)G3(三)H2(三)+G3(三)H1(三)H2(三)(2)图3-29b的闭环传递函数可直接应用式(3-46)求得C(三)Gl(三)G2(s)G3(s)G4(s)R(三)l+G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)+G2(

18、s)G3(s)H1(s)+G3(s)G4(s)H2(s)8、题3-14图3-30为一调速系统框图,其中Ui(三)为给定量,AU(s)为扰动量(电网电压波动)。求取转速对给定量的闭环传递函数N(三)/5和转速对扰动量的闭环传递函数N(s)U(s)o为什么这两个传递函数有很大的差别?解由图3-30并参考式(3-45)有N(s)Gl(S)G2(S)Ui(S)+G2(s)AU(s)l+G1(s)G2(s)盗途+】)Ui(S)+jAU(s)1, T1s+isms+t)KKm5(s)+Km(TS+l)AU(s)s(Tms+l)(T1s+l)+K1Km第4章分析自动控制系统性能常用的方法1、题4-11画出题

19、4-9中所列的比例积分调节器的对数幅频特征L(3)(Bode图)。解先将Pl调节器传递函数化成标准形式:G(三)=四等=理啖2=*鬻于是L(a)如图4-18b)所示,其低频渐进线为一20dBdec斜宜线,转角频率3=看=10rads,L(3)经3处变为水平线,其高度为201gK=201gl0=20dB图读者自画。2、题4-12画出第3章习题3-9(图3-26)中C图所示的调节器的对数幅频特征L()(Bode图)。设图中Ro=10k,R1=22k,C0=0.2F,C1=lF解由题3-9解答有G(S) =KCCIS+1) (2s+l)上式中,K=R1R0=(22103)(10XIO3)=2.220

20、1gK=20lg2.2dB=6.85dB1=R0C0=10IO30.2X10-6s=0.002s1=l1=l0.002s=500rad/s2=RiC1=22IO31106s=0.022s2=l2=1/0.022s=45.5rad/s于是可画出对数幅频特征L(3)如下图所示图(4-1)由于Q其中惯性环节的作用占主导地位,因此它是一个相位滞后的环节。3、题4-13已知某随动系统的系统框图如图4-40所示。图中的GC(三)为检测环节和串联校正环节的总传递函数。现设GC(三)=Kq】s+i),其中=2,T1=0.5s1Is试写出该随动系统的开环传递函数,画出该系统的开环对数幅频特征L(O)(伯德图)。

21、伺服电初机图4-40某随动系统框图检测与校正环七功率放大由图4-42可见,系统的固有部分的传递函数为G(S)=50200.1100s(0,25s+l)s(0.25s+l)串联Pl调节器后,系统开环传递函数为G(s)=GC(三)GKS)=X=40(05s+一C,l,OSSs(0.25s+l)s2(0.25s+1)上式中,K=400,.201gK=201g400=52.0dB;T1=0.5s,.*.1=-=2rad/s;T2=0.25s,.,.2=-=4rads(于是可画出如下图所示的对数幅频特性L(3)4、题4-14若上题中,GC(三)为比例调节器,并设KC=O.5,重解上题。若Kc=0.5,则

22、串联比例调节后的开关传递函数为10050G(三)=Gr(s)G1(s)=0.5X=I,s(0.25s+1)s(0.25s+1)在上式中,K=50,20lgK=201g50=34.0dBT1=0.25s,1=4rads(于是可画出如下图所示的对数幅频特性L(3)图(4-3)5、题4-15已知某比例-积分-微分(PID)调节器的对数幅频特征如图4-41所示。写出该调节器的传递函数。图4-41某PID调节器的对数幅频特性由图4-41可见,此环节有4个交接频率,他们分别是:1=0.8rad/s(T1=1.25s),2=4rad/s(T2=0.25s),38rad/s(T3=1.25s),4=100ra

23、d/s(T4=0.01s)o此环节低频渐近线为OdB/dec水平线,所以不含积分环节。另由水平线高度为20dB有,201gK=20dB可得K=I0。因此,由图可得出其传递函数为G(S)=K(T2S+l)(T3S+l)_Io(0.25s+l)(0125s+l)(T1s+l)(T4s+l)-(1.25s+l)(O.Ols+l)6、题4-16求取题4T3所示系统的闭环传递函数(s).并应用MATLAB软件,求取(s)的零点与极点。并在S复平面上,标出零点与极点的位置。nwh=(200,400;den=O25,1,200,400,G=tf(ftw,den)Tr*nsfrfunction200s4000

24、.25s*3s2+200s+400Gl=xpk(G)Z*ropolecn800(三*2)(4201)(*2+199x+796)GlpUla&s三-O9950+281959-O9950-281959-2.0100Z=ttr(Gl)Z=7、题4-17求取题4T4所示系统的闭环传递函数(s)并应用MATLAB软件,求取(s)的零点与极点。并在S复平面上,标出零点与极点的位置。zuw=50;dn=O2S,l,5O,G三tf(n,dn)Transferfunction50O25s2+50Gl=zpk(G)Zropolg*n200(s*2+4s+2)Gl.pl)ns三-2.OOOO*14.OOOOi2.0

25、000-14.OOOOiZ三tr*ro(GI)Z三EPIymatrixO-by-l8、题4-18应用SnIULINK软件,建立如题4-13所示系统的仿真模型,并求此系统校正前、后的单位阶跃响应曲线。(1)校正前,系统仿真及阶跃响应曲线NSc1T时,c=提示:在Bode图上,对等分坐标,纵坐标为20lgK,横坐标则为lg;这样,便可用几何图形的方法,求得L( 3)与横轴的交点3c (下同)。 答:Bode图如下M3) g(1)-lg(c)-40,H 201g201g(3)= lg(1)-lg(c)得出 c = 5K1,8、题5-22证明图5-28所示的典型11型系统的穿越频率仅=工。答:II型系

26、统低频延长线与横轴交点频率=ltL(1)=40Ig=201g,得出5=替所以,c=09、题5-23若如图5-28所示的系统为最小相位系统,求此系统的相位稳定裕量Y为多少?图528某典型自控系统的伯德图解由图5-28有20lgK=40dB,.K=100;T1=0.167s;T2=6.67X103s,c=K1=100/6=16.7rads,所以r=arctanT1c-arctanT2c=arctan(0.16716.7)arctan(6.67X103X16.7)=70.3-6.4=63.910、题5-24判断第4章习题中下列系统是否稳定,并求其相位稳定裕量Y为多少(利用在上章中已解习题的伯德图)4

27、T3题所列系统4-14题所列系统比较题4-13和题4-14所列系统的差别(分析不同调节器对系统稳定性的影响)解(1)3C=J詈=28.3rads,r=arctanT1carctanT2c=arctan(0.5X28.3)arctan(0.25X28.3)=85.95-81.95=4.0(2)校正前c=yK1=1004=20rad/s=90arctanT1c=90arctan(0.25X20)=9078.7o=11.3(3)校正后c=yK,1=504=14.1rad/s,=90arctanT1c=90arctan(0.2514.1)=90o74.2o=15.8o(4)分析:校正前Y=II.3。,

28、比例校正使增益降为1/2,使V=I5.8。,相对稳定性有改善,但不明显。采用PI调节器后Y变为4。,相对稳定性变差,接近稳定边界,所以不宜采用.11、题5-25在如图3-12所示的轧钢机的自动控制系统中,若已知此系统未计检测延时的影响时,其开环传递函数为G(三)=5s(0.1s+l)(0.01s+l),轧制速度V=Ioms,问若要求此系统能正常运行,测厚仪的检测点离轧辐中心的最大距离d为多少?(1)先求出系统在未计及测量环节在时间上的延迟时的相位稳定裕量。此时系统的开环传递函数(三)s(0.1s+l)(0.01s+1)由上式可知,此时K=5,T1=0.l(1=lT1=10rads),T2=0.

29、l(32=lT2=lOOrads),由上述数字可知,此时K1T,所以穿越频率3c=K=5,于是可得相位裕量Y=180o-190o-arctan(Tic)-arctan(T2c)=180o-900-arctan(0.15)-arctan(0.Ol5)=90o-26.6o-2.9o=60.5o=1.05rad(2)若计及延迟环节影响,要使系统能稳定运行,则延时环节造成相位上的滞后0(c)=0c,不能超过相位裕量。即34由于测量环节延迟的时间=du,带入上式有吆丫,于是有U=0.63myu1.05radx3m/sc5rads有以上计算可知,测量仪器离轧制点的最大允许距离为0.63m(63cm)。12

30、、题5-26在如图5-18所示的系统中,若比例调节器的增益Kk=8,求此系统的相位稳定裕量.解图5-18所示系统为三个惯性环节,它的Bode图如图5-10曲线所示。由图5-18可见,开环增益K=8408.33X0.01=26.6,1=yj=10rad/s.32=诚=50rads,33=康=200rads;此时的算越频率牝如图(5-2)e所示,于是有:c=5K12=26.61050=115.3rads,于是由式(5-7)有:=180o-arctanT1c-arctanT2c-arctanT3c=180o-arctan(0.1X15.3)-arctan(0.02X115.3)-arctan(0.0

31、05X115.3)=180-85-66.5-30=-1.5(己不稳定)13、题5-27图5-29为一随动系统框图,设图中&=2V(),K2=10o(Vs),Tx=0.01s,Tm=0.1s,输入量仇为位移突变10。,扰动量为电压突变+2V,求此系统的稳态误差(e”)。该系统为几型系统?此时系统的输出量为的稳态值为多少?图529某随动系统框图解(1)由图5-29可见,系统前向通路中含有一个积分环节,由于给定输入量为阶跃信号,所以其跟随稳态误差essr=O0(2)由图可见,在扰动量作用电前不含积分环节,v1=0,所以扰动误差为s(v1+DS2V40essd=FD(三)=研=l于是ssd=ssr+s

32、sd=1(3)此系统对跟随信号来说为1型,对扰动信号来说为0型系统(4)系统的稳态输出系统的输出量(拉氏式)由图5-29可得KIK2K2e_Txs+s(Tms+i)10,S(TmS+1)2Oo(三)-+1+k?;(TXS+1)S(TmS+1)(TXS+1)S(TmS+1)系统输出量得稳态值可应用终值定理求得,即oss=lim0(t)=lims0(s)ts0以前式o(s)代入上式(当STo时,o(s)分母中的“1”与1/s项相比,可略而不计,于是当Sfo时,(s)可简化成O(三)=竺+;,代入上式于是有SKlSss=Iimso(s)=Iims(7+)=Ho14、题5-28图5-30为某调速系统框

33、图。求该系统因扰动而引起的稳态误差4no求该系统的静差率?(设如图所示的转速为系统额定最低转速)。怎样才能减小静差率?怎样才能实现无静差?用连帆图S30京利速系统枢图(1)图5-30所示系统中,扰动量作用点前,不含积分环节,由于Vl=O及v2=0,不可采用近似公式,所以,由式(5-27)有SK2D(三)sX520essd=Um-=Iim-=-ll.lr/minSTO1+KIK2。STo1+0.01440S(2)此时的转速n由终值定理可求得s440525-20n=盘SN(三)=1+4x40x0.01?+1+4X40X5X0.01(丁)=177.8-11.1=166.7rmin(题意即na)静差率

34、s=-100%=10%=-6.66%11min166.7(3)增大增益K,在D(s)前采用PI或PID调节器15、题5-29图5-31所示为仿型机床位置随动系统示意图。求该系统的:阻尼比及无阻尼自然振荡频率3n(2)在单位阶跃作用下的动态性能超调量。,调整时间*(6=2%)及振荡次数N。图5-31位置随动系筑示意图解与标准形式对照得3=0.167,n=3radsiT=1s。由以上参数由公式或曲线图得。=59%,t3=8s,N=34次(显然,动态指标很差)。第6章自动控制系统的校正1、题66为什么PID校正称为相位滞后.超前校正,而不称为相位超前滞后校正?相位即滞后又超前,能否相互抵消?能不能将

35、这种校正更改为相位超前滞后校正?若作这样的变更,对系统又会产生怎样的影响?答PID串联校正是在低频段使系统的相位滞后,可改善系统的稳态性能;而在中频段,它使系统的相位超前,可增加系统的相位裕量和穿越频率,使系统的稳定性和快速性得到改善;由于人们分析频率特性时,通常由低频段中频段高频段的顺序去探讨问题的,因此按此顺序命名为相位滞后-超前校正。此外,由于相位的滞后与超前,不是在同一个频率点发生的。因此不能相互抵消。若采取在低频段使相位超前,而在中频段使相位滞后,则效果与上述相反,将使系统的稳态性能和稳定性,快速性全面变差,因此,这是不可取的。2、题67在位置随动系统中,采用位置的比例加微分负反馈,

36、试问在信号综合处(比较点处),反馈信号代表的是什么物理量?答在教材图6-lla所示的随动系统中,若串联校正装置的传递函数:1.,、T1s+10.025+1GC(三)=-=tT2s+10.0U+1与T1对应的x=VT1=1/0.02=SOradIs与心对应的在=1/n=T=100raJ/5此校正环节的伯德图如图(6T)所示。由图可见,它为相位超前校正,将改善系统的稳定性和快速性,使最大的超调量减-90图(6-1)校正环节的伯德图小,振荡次数减少,调整时间缩短。3、题6-9图6-23为一随动系统框图,框图中标出各种可能增添的环节(从),试说明它们的名称。图623随动系统假图答比例(P)串联校正;比例加微分(PD)串联校正;比例加积分(Pl)串联校正;比例加积分加微分(PID)串联校正;转速负反馈(位置微分负反馈);转速微分负反馈(角加速度负反馈);位置负反馈(主反馈);扰动顺馈补偿;扰动微分顺馈补偿;输入顺馈补偿;QI)输入微分顺馈补偿。4、6-10应用MATLAB/SIMULINK,求取例62所示系统校正前、后的斜坡输入响应曲线,并通过比较,分析PID校正对系统性能的影响。答:校正前:10校正后:4、题6-11图6-24为某单位负反馈系统校正前、后的开环对数幅频

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