1、1.设温度计能在一分钟指示出响应值的98%,并且假定温度计为一阶系统,传递函数为
,求时间常数。如果将温度计放在澡盆内,澡盆中水温以的速度线性变化,求温度计的误差是多大?
解:(1)因为一阶系统的单位阶跃响应函数为
令,,即
解得
(2)因为一阶系统,在作用下得时间响应
所以
2、
当时,
2. 已知系统的闭环传递函数为
试确定系统稳定时值的取值范围。
系统的特征方程为
其劳斯表如下
1 40
14 40
0
3、
根据劳斯判据的充要条件可知:若系统稳定,劳斯表的第一列元素均大于0
即
解之得
3.已知控制系统的开环传递函数为
试画出其对数幅频特性图,并求出其相位裕度和幅值裕度(dB)。
系统的频率特性为
4、
系统由比例环节2、积分环节、两个惯性环节、组成。
其转折频率分别为1和5,因此,过(1,)作斜率为-20的直线,以后遇到转折频率1,即惯性环节斜率变化-20,遇到转折频率5,即惯性环节,斜率再变化-20。由图可知剪切频率在1~5之间,而此段直线斜率为-40,图略,所以
解得 s-1
由
解得
则(dB)=
5、
4. 单位反馈系统的开环传递函数为
其斜坡函数输入时,系统的稳态误差,试求值。
解:由于是单位反馈系统,所以,该系统含有一个积分环节,故为Ⅰ型系统,化为标准型得
其增益为
在斜坡函数输入时
所以
5.某系统如题40图所示,试求其无阻尼自振角频率,阻尼比
6、超调量,峰值时间,调整时间(进入的误差带)。
解:由图得系统的传递函数为
所以 (rad/s),
(s)
(的误差带)(s)
6.设单位反馈系统的开环传递函数为,其中无阻尼自振角频率s-1,阻尼比,试确定为多大时系统才能稳定。
7、
解:该系统的闭环传递函数为:
该系统的特征方程为:,将, 代入该特征方程,得
建立Routh表如下:
系统稳定,由Routh判据, 知,
,,综合得
7.设单位反馈系统的开环传递函数为,试确定当系统的幅值裕度dB的值。
解:开环传递函数的频率特性为:
令,得相位交界频率。
,
8、
,得
Xo(s)
-
+
G(s)
N(s)
k4
Xi(s)
k1
-
+―
+
8. 已知某系统的传递函数方框图如题43图所示,其中,为输入,为输出, 为干扰,试求,为何值时,系统可以消除干扰的影响。
解: 令,
求出干扰的输出,令
从而解得:
。