自动控制原理课后习题答案(王建辉、顾树生编)清华大学出版社(同名849) 下载本文

2-1 什么是系统的数学模型?在自动控制系统中常见的数学模型形式有哪些? 用来描述系统因果关系的数学表达式,称为系统的数学模型。

常见的数学模型形式有:微分方程、传递函数、状态方程、传递矩阵、结构框图和信号流图。

2-2 简要说明用解析法编写自动控制系统动态微分方程的步骤。

2-3 什么是小偏差线性化?这种方法能够解决哪类问题?

在非线性曲线(方程)中的某一个工作点附近,取工作点的一阶导数,作为直线的斜率,来线性化非线性曲线的方法。

2-4 什么是传递函数?定义传递函数的前提条件是什么?为什么要附加这个条件?传递函数有哪些特点?

传递函数:在零初始条件下,输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 定义传递函数的前提条件:当初始条件为零。

为什么要附加这个条件:在零初始条件下,传递函数与微分方程一致。 传递函数有哪些特点:

1.传递函数是复变量S的有理真分式,具有复变函数的所有性质;m?n且所有系数均为实数。

2.传递函数是一种有系统参数表示输出量与输入量之间关系的表达式,它只取决于系统或元件的结构和参数,而与输入量的形式无关,也不反映系统内部的任何信息。

3.传递函数与微分方程有相通性。

4.传递函数W(s)的拉氏反变换是系统的单位脉冲响应。

2-5 列写出传递函数三种常用的表达形式。并说明什么是系统的阶数、零点、极点和放大倍数。

b0sm?b1sm?1???bm?1s?bm W(s)?a0sn?a1sn?1???an?1s?anK??Tis?1?mW(s)???Ts?1?jj?1mi?1i?1n 其中K?bm anW(s)?Kg??s?zi???s?p?jj?1n 其中Kg?b0 a0传递函数分母S的最高阶次即为系统的阶数,?zi为系统的零点,?pj为系统的极点。K为传递函数的放大倍数,Kg为传递函数的根轨迹放大倍数。 2-6 自动控制系统有哪几种典型环节?它们的传递函数是什么样的? 1.比例环节

R1 uc ur R0 - +

2.惯性环节

R0 ur R0 - + 1/Cs uc

3.积分环节

R0 ur - + 1/Cs uc

4.微分环节

1/Cs - + R uc ur

5.振荡环节

ur R L C uc

6.时滞环节

2-7 二阶系统是一个振荡环节,这种说法对么?为什么? 当阻尼比0???1时是一个振荡环节,否则不是一个振荡环节。