完整版自动控制原理谢克明第三版部分习题答案.docx

1、完整版自动控制原理谢克明第三版部分习题答案自动控制原理（第 3 版）部分习题答案第2章C2-1(a)(R2 sL)( R1Cs 1)(R2 sL)( R1Cs 1) R1G1(s)R2R1K1G2(s)R4 (R3Cs 1)R3K2 (T2s 1)G3(s)K3G4(s)(s)cmUa(s)JLas2(La f JRa)sfRa cecmG5(s)(s)(Las Ra)M L (s)JLas2(La f JRa)sfRa cecmG6(s)Uf (s)Kf(s)(s)G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)C2-2Ur (s)(s) M L(s)1 G1(s)G2 (s)G3 (s)G4(s)

2、G6(s)G5(s)1 G1(s)G2(s)G3 (s)G4 (s)G6 (s)C2-4(a) G(s)R3Ls(R1 R2 R3)Ls R1(R2 R3)C2-4(b) G(s)R3Ls(R2 R3)Ls R1(R2 R3)C2-51 G1 (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)1 G1(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 (

3、s)G2(s)G4(s)1 G1(s)G3(s) G2 (s)G8(s)G5(s)1 G1(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)1 G1(s)G3 (s) G1(s)G5 (s)1 G1(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)1 G1(s)H1(s) G2(s)G3(s)H2(s) G4(s)H3(s) G1(

4、s)G2(s)G3(s)H3(s) G1(s)G2(s)G3(s)H1(s)H2(s)G1G3G4(s)1 G5H3(s) G5G6H4 (s) G2G5G6 (s)1 G3H1(s) G3G4H2 (s) G1G3G5G6(s) G2G5G3G4(s)1 G3H1(s) G3G4H2(s) G5H3(s) G5G6H4 (s) G3G5(s) G3G5H1H2 (s) G3G5G6H1H4(s) G3G4G5 H2H3(s) G3G4G5G6H2H4(s)Gb(s)G1(s)G2(s)G3(s) G5(s)G3(s)1 G2(s) G4(s)1 G1(s) G2(s) 2G1(s)G2(s)

5、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(s 0.5)2*0.232s2 0.5s 0.23C3-3C3-4b T1 T2C3-5 K 1 2 T1T2C3-6 阶跃信号作用下稳态误差为零，要求 an bm加速度信号作用下稳态误差为零，要求 an bm,an 1 bm 1,an 2 bm 2C3-7 Gc (s)sK2(T1s 1)C3-8 G(s)42 s(s2 4s 6)C3-9 G(s)50 s(s2 12s 25)C3-10 0.243C3-11 (1)0 K 6,(2)结构不稳( 3)0

6、K 3,(4)0 K 10/3C3-12 (1)0 K 15,(2)0.72 K 6.24C3-13(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C3-14 K3, 5C3-151Gn(s)G3(s)Gr (s)1 G3(s)H (s)G2(s)G3(s)第4章C4-1图略3223C4-2(1)图略(2) (x)2y24C4-3(1)图略(2) 0.4K0.5C4-4分会点和渐近线d1=0,d2,d3=(- 6+a) (a4 2)(a 18)4aa2,a22(1)当a2时，d1 0,d2d32 图略(2)当a18时，d1 0,d2d36图略(3)

7、当0a 2时， d1 0, a 0图略(4)当2a 18时， d1 0, a 0图略(5)当a 18时， d1,d2,d3三个不同实数分会点， a 0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 0 z 5 3C4-6 图略,系统稳定 K4C4-7 (1) 图略(2)当 0.86 K 29.14,系统为欠阻尼状态 ,且 K 1.87 阻尼比最小 ,系统地闭环极点为3 j2.8(3)试探求得 K 2,闭环极点 4 j2.8,M P 1.06,ts 0.75 1C4-8 (1)等效开环传递函数为 : G(s) K(s 1) 正反馈系统根轨迹 ,

8、图略s(s 2)(2)系统稳定 0 K 2(3) K 2, 2Ka K s(4s2 4s K) =s(4s2 4s 10)C4-10(1) 图略 (2) K 64, 12(3) 0.5,s1,2 1 j 3C4-11(1) 图略 (2) 不在根轨迹上 ;(3) c(t) 1 cos4tC4-12 等效开环传递函数为G等(s)= s(s3K24s2 4s 16)K s(s 4)(s24) ,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(t 300 4.760 )(2)c(t) 0.83sin(t 4.760) 1.

9、64cos(2t 450 9.460)C5-3当 T1 T 2 ,系统稳定当 T1 T 2,系统不稳定 .(d) G(s) s(100s 1)(0.1s 1), 1.66C5-6(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， C5-8 K 10和25 K 10000C5-9( 1)2)闭环系统稳定；3) 78.50, K g4)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

10、低，系统地抗干扰性降低。C5-10(1)(2)闭环系统不稳定(3)0(4) KC5-11C5-12K 2.50.50.1(s)MP1.4130.012 s212.4%, t s0.011s 10.054 0.072C5-13(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R1R2R1 R2R3K R1 R2 , (R4G(s)(R4 1 2 )Cs 14 R1 R2R3R4Cs 1R1R1RR22)C,TKTss 11,R4C(2) 为滞后校正装置G(s)R1 1R3 R1Cs 1K R1 ,T R1CK1Ts 1(3) 为滞后校正装置R1 R2G(

11、s) 1 R3 R1 R2C2s 1R2C1s(R2C2s 1) R4C1s 1K RR23,K1 RR12 ,T1 R2C2,T2 R4C1,T3 (R1 R4)C1C6-2 BODE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 (T3s 1) K1(T1s 1)(T2s 1)K (T1s 1)(T2s 1),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C6-9Kt 0.097C6-10 K 0.045, Gc( s)0.452C6-11 G1c(s)

12、 0.47 s, G2c (s) (s2 1.35s)s1C6-12 串联校正 Gc(s) ,( T)ss复合校正 Gc (s)cK第7章x&2 x2 x&120 x120 x 0(1) 2 2 120 120 图略x& x x&10 x10 x 0x& 0图略x& 0x&2 (x 1)2 x&120 (x10 1)2x&2 (x 1)2 x&120 (x10 1)2C7-2 奇点(1,0 )为稳定焦点和奇点 (-1,0)为不稳定鞍点 . 图略C7-31. e 1,2.e 13.e 1C7-41.e& 02.e& 0C7-6de&(2e&5e) 奇点( 0，0)为稳定焦点；dee&de&5 2

13、e&等倾线方程： e& 5 图略dee&2de&5 2e&5等倾线方程： e& 5dee&2de&e& 5e22 奇点( 0.4， 0)为稳定焦点；de2e&图略de&e& 5e2 奇点( - 0.4， 0)为稳定焦点；de2e&1.e& 0,e 1 e& 0,e 1 e&2 e+A1 图略2.e& 0,e 1 e& 0,e 1 e&2 e+A2C7-10 (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

14、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 Kmax 1.5 (2) 2,A 2.52C7-15图略 c点的振荡频率和幅值 2, A 0.4C7-16 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,A 3.75第8章C8-4 (1) es*s ，(2) es*s 0C8-5 c(0) 0,c(1) 1,c(2) 4,c(3) 15,c(4) 56LC8-611(1)c(kT ) ( 1) 2* 1 1 (2)c* (t) ( 12 37(2)k2)k 5(2 1( 3)k 43)k(t kT)C8-7C(z)10z10z32Tze3z5T eC(z)2z *5zz2T * ez5TeC8-8c*(t)1 e T (tkT)C8-9(z)G(z)1GH1(z)GH2(z)(z)G(z)1GH1(z)G(z)H2(z)C8-10系统稳定， essC8-11K16.7C8-12c*(t)2.4 (tT)0.36(tC8-15 D(z)2T) 0,336 (t 3T) L1 2 1(2z 1 z 2)(1 0.367z 1)(1 z 1)(0.367 z 1 0.266z 2)