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机械控制工程基础的三次作业和答案.docx

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机械控制工程基础的三次作业和答案 第一次作业: 1-2说明负反馈的工作原理及其在自动控制系统中的应用。 答:测量元件检测被控物理量, 并将其反馈回来,通过给比较元件与给定信号进行比较, 产 生偏差信号。再通过放大元件将偏差信号进行放大, 以足够的功率来推动执行元件去控制被 控对象,从而调节和控制系统,使被控量以一定的精度符合或等于期望值。 1-3控制系统有哪些基本组成元件?这些元件的功能是什么? 答:反馈控制系统是由各种结构不同的元件组成的。 一个系统必然包含被控对象和控制装置 两大部分,而控制装置是由具有一定职能的各种基本元件组成的。 1-4对自动控制系统基本的性能要求是什么?最首要的要求是什么? 答:基本性能要求:稳、快、准。最首要的要求是稳。 (1)利用终值定理,求时的/(『)值 浮f: lim f (t) - limsF(s} - liiii5 二 lim 二 10 (1)利用初值定理求/(0)值 第二次作业: 传递函数的定义:单输入、单输出线性定常系统在零初始条件下,输出量的拉氏变换与 其输入斌的拉氏变换z比.即为线性定常系统的低递函数. G0) =g」屛十加心+…+ 休 G0) = R(s) c 屛 + 竹列&+ …+ a^s + an 3-6在题图3?6所亦的无源网络小,已知A = 100ZQ , & =lAfQG = 10//FG =尊風 试求网络的传递甫数E( 试求网络的传递甫数E(Q/b;(£)?并说明该网络是古等效于RC网踣串联? 解 对于题图3-6。利用复数阻抗的方法可得网络的传递函数为 恥)_ 1 Ur (5) + (RC ] + RK = + R]C“)s +1 1 ~ s2+2.1s+ 1 由于两个RC网络串联的传递函数为 4($) _ 1 _ 1 U~(s) ~ (^Cj+ 1)(7?2C25 +1) _ 52 + 25 +1 故该网络与两个RC网络串联形成的网络不等效占 3-12求题图3?12所爪系统的传递函数C(Q/R(s) 題图3-12 第三次作业 4-1件么是时IW响应?时闾响应由耶两部分组成?各部分的定义是什么? 答:系统在外加作用(输入)谶讪F.比输出量随时间变化的函数关慕称之为系统的时间响应. 通过对时0 U响应的分折诃揭小?系统木身的动态特件. 任-系统的时|i川响应邯是I\I瞬态响网利穏态响问两部分组成□ 輝态响闷:系统受到外加作用激励后’从初始状态到昼终状态的响闷过料称为瞬态响阪 稳态响应:时间超尸无穷人时.系统的输出状态称対稳态响应 瞬态响应? T系统动态性能,而稳态响应偏离系统希望值的程度可用来衡量系统的精确程 度口 4-2系统稳定性的定义是什么? 答:一个控制系统在实每应用中,当受到扰动祁川时*就要偏离原来的T衡状态,产生初始 慎差*所谓控制系统的稳崔性,就是指当扰动消失之后,系统从初始傭总恢葛到原平衡状态 的能力。 4-3 —个系统稳定的充分和必要条件是件么? 答:系统特征方程的全部根都具冇实部.或者说,闭坏传递函数的全部极点均在£平血的左 半部一 4-7设单位反馈控制系统的幵环传递函数为 G(s) = 1 s(s +1) 试求系统的上升时间、峰值时间、最大超调量和调整时间。 ft?:系统的闭坏传递函数为 °U+s+l 因为 碣T 所以 ? =1 又因为 2如1 所以 ( = 0.5 ^-cos-14 /r-cos&f 3.14-cos&10.5 . 、 △ = 0.02A = 0.05系统的单位阶跃响应曲线如題图04Ttne (sec)10 12世图4?7 △ = 0.02 A = 0.05 系统的单位阶跃响应曲线如題图 04 Ttne (sec) 10 12 世图4?7系统的单位阶跃响应囱线 Step Response $. 6 o o 6-1仆么是系统的频率特性? 答:半不断改变输入的正弦波频率(由0变化到无穷人)时,该幅值比和相位差随频率 的变化惜况称为系统的频率特性。

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