完整版自动控制原理谢克明第三版部分习题答案.docx
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自动控制原理（第3版）》部分习题答案
第2章
C2-1（a）
（R2sL）（R1Cs1）
（R2sL）（R1Cs1）R1
G1（s）
R2
R1
K1
G2（s）
R4（R3Cs1）
R3
K2（T2s1）
G3（s）
K3
G4（s）
（s）
cm
Ua（s）
JLas2
（LafJRa）s
fRacecm
G5（s）
（s）
（LasRa）
ML（s）
JLas2
（LafJRa）s
fRacecm
G6（s）
Uf（s）
Kf
（s）
（s）
G1（s）G2（s）G3（s）G4（s）
C2-2
Ur（s）
（s）ML（s）
1G1（s）G2（s）G3（s）G4（s）G6（s）
G5（s）
1G1（s）G2（s）G3（s）G4（s）G6（s）
C2-4（a）G（s）
R3Ls
（R1R2R3）LsR1（R2R3）
C2-4（b）G（s）
R3Ls
（R2R3）LsR1（R2R3）
C2-5
1G1（s）G3（s）G2（s）G4（s）G1（s）G7（s）G6（s）G2（s）G8（s）G5（s）G1（s）G3（s）G2（s）G4（s）
G2（s）G8（s）G3（s）G2（s）G6（s）
1G1（s）G3（s）G2（s）G4（s）G1（s）G7（s）G6（s）G2（s）G8（s）G5（s）G1（s）G3（s）G2（s）G4（s）
G2（s）G4（s）[1G1（s）G3（s）]G2（s）G8（s）G5（s）
1G1（s）G3（s）G2（s）G4（s）G1（s）G7（s）G6（s）G2（s）G8（s）G5（s）G1（s）G3（s）G2（s）G4（s）
G1（s）G7（s）G4（s）[1G1（s）G3（s）]G1（s）G5（s）
1G1（s）G3（s）G2（s）G4（s）G1（s）G7（s）G6（s）G2（s）G8（s）G5（s）G1（s）G3（s）G2（s）G4（s）
G1（s）G2（s）G3（s）G4（s）
1G1（s）H1（s）G2（s）G3（s）H2（s）G4（s）H3（s）G1（s）G2（s）G3（s）H3（s）G1（s）G2（s）G3（s）H1（s）H2（s）
G1G3G4（s）[1G5H3（s）G5G6H4（s）]G2G5G6（s）[1G3H1（s）G3G4H2（s）]G1G3G5G6（s）G2G5G3G4（s）
1G3H1（s）G3G4H2（s）G5H3（s）G5G6H4（s）G3G5（s）G3G5H1H2（s）G3G5G6H1H4（s）G3G4G5H2H3（s）G3G4G5G6H2H4（s）
Gb（s）
G1（s）G2（s）G3（s）G5（s）G3（s）[1G2（s）]G4（s）[1G1（s）G2（s）2G1（s）G2（s）]
G1（s）G3（s）2G1（s）G2（s）G2（s）G3（s）2G1（s）G2（s）G3（s）
第3章
G（s）
2*0.23
（s）
s（s0.5）
2*0.23
2
s20.5s0.23
C3-3
C3-4
bT1T2
C3-5K12T1T2
C3-6阶跃信号作用下稳态误差为零，要求anbm
加速度信号作用下稳态误差为零，要求anbm,an1bm1,an2bm2
C3-7Gc（s）
s
K2（T1s1）
C3-8G（s）
4
2s（s24s6）
C3-9G（s）
50s（s212s25）
C3-100.243
C3-11
（1）0K6,
（2）结构不稳（3）0K3,（4）0K10/3
C3-12
（1）0K15,
（2）0.72K6.24
C3-13
（1）系统稳定
（2）系统不稳定，有两个右根，（3）系统稳定（4）系统不稳定，有三个右根
C3-14K
3,5
C3-15
1
Gn（s）
G3（s）
Gr（s）
1G3（s）H（s）
G2（s）G3（s）
第4章
C4-1
图略
32
23
C4-2
（1）图略
（2）（x
）2
y
2
4
C4-3
（1）图略
（2）0.4
K
0.5
C4-4
分会点和渐近线
d1=0,d2,d3=（-6+a）（a42）（a18）
4
a
a
2,
a
2
2
（1）
当a
2时，
d10,d2
d3
2图略
（2）
当a
18时，
d10,d2
d3
6图略
（3）当0（4）当2（5）当a18时，d1,d2,d3三个不同实数分会点，a0图略
C4-5
（1）图略,原系统不稳定;
（2）增加零点且选择合适位置,可是系统稳定,零点0z53
C4-6图略,系统稳定K
4
C4-7
（1）图略
（2）当0.86K29.14,系统为欠阻尼状态,且K1.87阻尼比最小,系统地闭环极点为
3j2.8
（3）试探求得K2,闭环极点4j2.8,MP1.06,ts0.75~1
C4-8
（1）等效开环传递函数为:
G（s）K（s1）正反馈系统根轨迹,图略
s（s2）
（2）系统稳定0K2
（3）K2,2
KaKs（4s24sK）=s（4s24s10）
C4-10
（1）图略
（2）K64,12
（3）0.5,s1,21j3
C4-11
（1）图略
（2）不在根轨迹上;
（3）c（t）1cos4t
C4-12等效开环传递函数为
G等（s）=s（s3
K
2
4s24s16）
Ks（s4）（s2
4）,K=8时试探求
特征根.
第5章
C5-1
（1）
C5-1
（2）
C5-1（3）
C5-1（4）
C5-2
（1）c（t）0.83sin（t3004.760）
（2）c（t）0.83sin（t4.760）1.64cos（2t4509.460）
C5-3
当T1T2,系统稳定
当T1T2,系统不稳定.
（d）G（s）s（100s1）（0.1s1）,1.66
C5-6
（1）K=1
（2）K=25
（3）K=2.56（或精确求K=3.1）
C5-7
（a）稳定，（b）不稳定，（c）稳定，（d）稳定，（e）不稳定，（f）稳定，（g）不稳定，（h）不稳定，（i）不稳定，（j）不稳定，C5-8K10和25K10000
C5-9
（1）
2）闭环系统稳定；
3）78.50,Kg
4）K增大10倍，对数幅值上升，但相频特性不变，系统的快速性提高，平稳性降低，系
统地抗干扰性降低。
C5-10
（1）
（2）闭环系统不稳定
（3）0
（4）K
C5-11
C5-12
K2.5
0.5
0.1
（s）
MP
1.413
0.012s2
12.4%,ts
0.011s1
0.054~0.072
C5-13
（1）K=2.08
（2）K=1.098
（3）K=0.588
第6章
C6-1
（1）为超前校正装置
R1R2
R1R2
R3
KR1R2,（R4
G（s）
（R412）Cs1
4R1R2
R3
R4Cs1
R1R1RR22）C,T
KTss11,
R4C
（2）为滞后校正装置
G（s）
R11
R3R1Cs1
KR1,TR1C
K1
Ts1
（3）为滞后校正装置
R1R2
G（s）1[
R3R1R2C2s1
R2C1s
（R2C2s1）R4C1s1
KRR23,K1RR12,T1R2C2,T2R4C1,T3（R1R4）C1
C6-2BODE图略
（1）为超前校正装置,系统地快速性提高,系统的平稳性提高没变.
（2）为滞后校正装置,系统地快速性下降,系统的平稳性提高提高.
K（T3s1）K1（T1s1）（T2s1）
K（T1s1）（T2s1）
抗干扰性下降,系统的稳态特性
抗干扰性提高,系统的稳态特性
C6-3
（1）略
C6-9Kt0.097
C6-10K0.045,Gc（s）
0.45
2
C6-11G1c（s）0.47s,G2c（s）（s21.35s）
s1
C6-12串联校正Gc（s）,（T）
s
s
复合校正Gc（s）
cK
第7章
x&2x2x&120x120x0
（1）22120120图略
x&xx&10x10x0
x&0
图略
x&0
x&2（x1）2x&120（x101）2
x&2（x1）2x&120（x101）2
C7-2奇点（1,0）为稳定焦点和奇点（-1,0）为不稳定鞍点.图略
C7-3
1.e1,
2.e1
3.e1
C7-4
1.e&0
2.e&0
C7-6
de&
（2e&
5e）奇点（0，0）为稳定焦点；
de
e&
de&
52e&
等倾线方程：
e&5图略
de
e&
2
de&
52e&
5
等倾线方程：
e&5
de
e&
2
de&
e&5e
2
2奇点（0.4，0）为稳定焦点；
de
2e&
图略
de&
e&5e
2奇点（-0.4，0）为稳定焦点；
de
2e&
1.e&0,e1e&0,e1e&2e+A1图略
2.e&0,e1e&0,e1e&2e+A2
C7-10（a）相交，但为不稳定的自持振荡
（b）相交，为稳定的自持振荡
（c）不包围，系统稳定
（d）不包围，系统稳定
（e）相交依次为不稳定的自持振荡，稳定的自持振荡，不稳定的自持振荡
（f）相交，为稳定的自持振荡
（g）相交两点，上面为不稳定的自持振荡，下面为稳定的自持振荡
（h）相交两点，上面为不稳定的自持振荡，下面为稳定的自持振荡C7-11第（3）个系统的分析准确性高
C7-12
（1）图略Kmax1.5
（2）2,A2.5
2
C7-15图略c点的振荡频率和幅值2,A0.4
C7-16图略
（1）相交，产生稳定的自持振荡
（2）自持振荡频率和幅值2,A3.75
第8章
C8-4
（1）es*s，
（2）es*s0
C8-5c（0）0,c
（1）1,c
（2）4,c（3）15,c（4）56L
C8-6
11
（1）c（kT）
（1）2
*11
（2）c*（t）[（123
7（
2）k
2）k5（
21（3）k]4
3）k
（tkT）
C8-7
C（z）
10
z
10
z
3
2T
ze
3z
5Te
C（z）
2z*
5z
z
2T*ez
5T
e
C8-8
c*（t）
[1eT
]（t
kT）
C8-9
（z）
G（z）
1
GH1（z）
GH2
（z）
（z）
G（z）
1
GH1（z）
G（z）H2（z）
C8-10
系统稳定，es
s
C8-11
K<16.7
C8-12c*（t）
2.4（t
T）
0.36
（t
C8-15D（z）
2T）0,336（t3T）L
121
（2z1z2）（10.367z1）
（1z1）（0.367z10.266z2）
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