企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練

自控原理習(xí)題解答（第三章）自控原理習(xí)題解答（第三章）1隨著參數(shù)ζ、ωn的變化，其一對極點(diǎn)在s平面上有如圖3-35所示的6種布,若系統(tǒng)輸入單位階躍號，試畫出與這6對極點(diǎn)相對應(yīng)的輸出動態(tài)響應(yīng)曲線的形狀和特征。3-1已知二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為jω123456σ圖3-35典型二階系統(tǒng)極點(diǎn)對分布圖隨著參數(shù)ζ、ωn的變化，其一對極點(diǎn)在s平面上有如圖3-35所2

特征根與動態(tài)響應(yīng)的關(guān)系

特征根與動態(tài)響應(yīng)的關(guān)系3企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練4企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練5企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練6√32α1-3-11-12-21.73-1.73√32α1-3-11-12-21.73-1.7373-3設(shè)一控制系統(tǒng)如圖3-37所示。(1)若H(s)=1，求系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的上升時間tr，峰值時間tp，超調(diào)量σp％和調(diào)整時間ts。(2)若H(s)=1+0.8s，則重新求上述(1)中的各項指標(biāo)。(3)比較(1)和(2)兩項的結(jié)果，并說明增加比例微分反饋的作用。X(s)Y(s)H(s)-3-3設(shè)一控制系統(tǒng)如圖3-37所示。X(s)Y(s)H8企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練9企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練10[答3-3(3)]比較（1）和（2）性能指標(biāo)得知：增加比例反饋的作用后，使超調(diào)量大大減小，調(diào)整時間大大減小，上升時間和峰值時間有所增加，控制質(zhì)量有所提高。[答3-3(3)]113-4設(shè)鍋爐汽包水位的簡單控制系統(tǒng)如圖3-38所示，系統(tǒng)采用比例控制器。為使系統(tǒng)的階躍響應(yīng)衰減率為ψ=0.90，試求控制器的比例增益Kp，并按求得的Kp值計算系統(tǒng)的峰值時間、調(diào)整時間和超調(diào)量。X(s)Y(s)Kp-3-4設(shè)鍋爐汽包水位的簡單控制系統(tǒng)如圖3-38所示，系統(tǒng)采用12企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練133-5設(shè)二階控制系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如圖3-39所示，該系統(tǒng)為單位反饋系統(tǒng)，試確定其開環(huán)傳遞函數(shù)。y(t)1.31.00.1t03-5設(shè)二階控制系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如圖3-39所示，該系14企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練153-6設(shè)一單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G0(s)=K/([s(0.1s+1)]。試分別求出當(dāng)K=10和K=20時系統(tǒng)的阻尼系數(shù)ζ、無阻尼自然振蕩頻率ωn、單位階躍響應(yīng)的超調(diào)量σ％、調(diào)整時間ts，并討論K的大小對過渡過程性能指標(biāo)的影響。3-6設(shè)一單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G0(s)=K/16企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練173-7設(shè)控制系統(tǒng)如圖3-40所示，試判定閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。X(s)Y(s)G0(s)H(s)-3-7設(shè)控制系統(tǒng)如圖3-40所示，試判定閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。X18企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練193-8控制系統(tǒng)框圖如圖3-41所示，求：(1)確定系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍；(2)如果要求系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程式的根全部位于s=-1垂線之左，K值的取值范圍應(yīng)為多少?X(s)Y(s)-3-8控制系統(tǒng)框圖如圖3-41所示，求：(1)確定系統(tǒng)穩(wěn)定20企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練21企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練223-9已知控制系統(tǒng)如圖3-42所示，試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的PI控制器參數(shù)Kp和Ti的取值關(guān)系。X(s)Y(s)-3-9已知控制系統(tǒng)如圖3-42所示，試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的PI控23企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練243-10已知控制系統(tǒng)如圖3-43所示，求：(1)當(dāng)K1=0時確定系統(tǒng)的阻尼系數(shù)ζ、無阻尼振蕩頻率ωn和單位斜坡輸入時系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；(2)當(dāng)ζ=0.707時，試確定系統(tǒng)中的K1值和單位斜坡輸入時系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，并比較所得結(jié)果。X(s)Y(s)--3-10已知控制系統(tǒng)如圖3-43所示，求：(1)當(dāng)K1=0時25企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練26企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練27企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練28為了使系統(tǒng)對階躍輸入的響應(yīng)有5％的超調(diào)量，并且當(dāng)△=2%時的調(diào)整時間為2s，試求ζ和ωn應(yīng)為多大？3-11設(shè)有一閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為為了使系統(tǒng)對階躍輸入的響應(yīng)有5％的超調(diào)量，并且當(dāng)3-1129企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練303-12開環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定時，閉環(huán)系統(tǒng)一定穩(wěn)定嗎?開環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定時，閉環(huán)系統(tǒng)一定不穩(wěn)定嗎?設(shè)系統(tǒng)是具有如下開環(huán)傳遞函數(shù)的單位反饋系統(tǒng)，試用勞斯判據(jù)判別閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并驗證你的結(jié)論。3-12開環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定時，閉環(huán)系統(tǒng)一定穩(wěn)定嗎?開環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定時31企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練32企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練33企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練34企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練353-13試用勞斯判據(jù)判別具有下列特征方程式的系統(tǒng)穩(wěn)定性：3-13試用勞斯判據(jù)判別具有下列特征方程式的系統(tǒng)穩(wěn)定性：36企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練37企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練38企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練39

3-14設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的開環(huán)增益K的數(shù)值范圍。3-14設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的40企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練41企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練42試分別求出輸入信號為1(t)、t×1(t)和t2×

1(t)時的位置誤差系數(shù)Kp、速度誤差系數(shù)Kv、加速度誤差系數(shù)ka以及穩(wěn)態(tài)誤差essp、essv、essa。3-15已知單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：試分別求出輸入信號為1(t)、t×1(t)和t2×1(t43企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練44企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練45企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練463-16設(shè)一復(fù)合控制系統(tǒng)的框圖如圖3-44所示，其中K1=2，K2=1，T=25s，K3=K2，試求：(1)輸入量x(t)分別為x(t)=1(t)，t×1(t)，(1/2)t2×1(t)時系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；(2)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)的超調(diào)量σp％和調(diào)整時間ts值(△=±2％，△=士5％)。X(s)Y(s)K1-K3sX(t)y(t)3-16設(shè)一復(fù)合控制系統(tǒng)的框圖如圖3-44所示，其中K47企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練48企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練49企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練50企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練51企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練52企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練53氣動復(fù)原裝置如圖所示，x為輸入（氣壓），y為輸出（位移），試求微分方程、傳遞函數(shù)和單位階躍響應(yīng)。圖中：A為波紋管面積；k為波紋管剛度；R為氣阻、q為氣量。氣動復(fù)原裝置如圖所示，x為輸入（氣壓），y為輸出（位移），試54企業(yè)教練管理技術(shù)經(jīng)典實用課件-績效教練55熱電偶測溫如圖所