3-l 一单位反馈系统的开环传递函数为 GK(s)=1/s(s+1),求系统的单位阶跃响应及动态性能指标σ%,ts ,tp。
3-2 一单位反馈系统的开环传递函数为 GK(s)=K/s(τs+1),其单位阶跃响应曲如图 3-1,图中yp=1.25,tp=1.5s。试确定系统参数k 、τ值。
3-3 一单位反馈系统的开环传递函数为 G k(s)=ω2n /s(s+2ξωn)
已知系统的r(t)=1(1),误差时间函数为 e (t)=1.4e-1.7t-0.4-3.74t ,求系统的阻尼比ξ,自然振荡角频率ωn、系统的闭环传递函数及系统的稳态误差。
3-4 一闭环反馈控制系统的结构图如3-2所示、求:①当δ%≤20%,ts (5%)=1.8s时,系统的参数K及τ值.
②求上述系统的位置误差系数Kp、速度误差系数Kv和加速度误差系数Ka。
3-5 某随动系统结构图如图3-3所示。已知K1=40v/rad.K2=0.5rad/(v.s),T=0.2s,τ=2v/rad.
试求:①加入速度反馈前后闭环系统动态性能指标σ%,ts;
②为使加入速度反馈后闭环系统出现临界阻尼的非振荡阶跃响应,τ应取何值?计算其调节时间。
3-6 单位阶跃信号作用下某惯性环节各时刻的输出值如下,试求该环节的传递函数。
3-7 已知系统如图3-4所示。试分析参数τ应取何值时,系统方能稳定?
3-8 已知系统如图3-29所示,图中的G(s)=10/0.2s+1,引入KH和KO的目的是,是过渡时间tS减小为原来的1/10,又保证总放大系数不变。试选 择KH和KO的值。
3-9 有闭环系统的特征方程式如下,试用劳斯判据判定系统的稳定性,并说明特征根在复平面上的分布。
S3+20s2+4s+50=0
S4+2s3+6s2+8s=0
S6+3s5+9s4+18s3+22s2+12s+12=0
3-10 单位反馈系统的开环传递函数为Gk(s)=K(0.5s+1)/s(s+1)(0.5s2+s+1), 试确定使系统稳定的K值范围。
3-11 已知系统的结构图如图3-6所示。试用劳斯判据确定使系统稳定的 kf 值范围。
3-12 设有单位反馈系统,其开环传递函数分别为
Gk(s)=10 / s(s+4)(5s+1)
Gk(s)=10(s+0.1) / s2 (s+4) (5s+1)
求输入量r(t)=t和r(t)=2+4t+5t2时系统的稳态误差。
3-13 设具有单位反馈的随动系统,开环传递函数分别为
Gk(s)=1/(0.2s+1)
Gk(s)=150 / s (s+10) (s+5)
Gk(s)=(2s+1) / s2 (s2+3s+3)
试求系统的位置,速度和加速度的误差系数。
3-14 某控制系统如图 3-7 所示,其中 K1, 和 K2 为正常数,β> 0 ,试分析:
①β值的大小对系统稳定性的影响
②β值的大小对系统在阶跃信号作用下其动态品质σ % , ts 的影响。
③β值的大小对系统在等速作用下( r(t)=at )其稳定误差的影响。
3-15 设单位反馈系统的开环传递函数为Gk(s)=K/ s(1+0.33s)(1+0.167s),要求闭环特征根实部均小于-1,求K值的取值范围。
3-16 设单位反馈系统的开环传递函数分别为
① Gk(s)=K(s+1) / s(s-1)(s+5)
② Gk(s)=K / s(s-1)(s+5)
试确定分别使闭环系统稳定的开环增益的取值范围。
3-17 设开环系统的零、极点在s平面上的分布图如下图4-1所示,试绘制相应的根轨迹草图。
3-18 已知单位反馈系统的开环传递函数如下,试绘制系统随 变化时的根轨迹草图。
3-19 设单位反馈系统的开环传递函数
(1) 试绘制系统根轨迹大致图形,并分析系统的稳定性。
(2) 若增加一个零点z=-1,试问根轨迹图有何变化,对系统稳定性有何影响。
3-20 设系统结构图如图4-2所示。图a中 为速度反馈系数,试绘制以 为参变量的根轨迹图。
3-21 已知单位负反馈系统的开环传递函数
试用根轨迹法来确定使闭环主导极点的阻尼比 ζ=0.5和自然角频率ωn =2时的 取值。
3-22 设单位反馈系统的开环传递函数
试绘制系统在单位负反馈情况下的根轨迹。
3-23 设单位反馈系统的开环传递函数
若要求系统的增益为 =90,试求a为何值才能满足闭环系统最大超调量 的要求?