自动控制原理作业1

自动控制原理作业一

1、什么是反馈控制原理？反馈控制系统的主要特点是什么？

在反馈控制系统中，控制装置对被控对象施加的控制作用，是取自被控量的反馈信息，用来不断修正被控量与输入量之间的偏差，从而实现对被控对象进行控制的任务，这就是反馈控制的原理。

反馈控制系统的的特点：具有抑制任何内、外扰动对被控量产生影响的能力，有较高的精度。但这种系统使用的元件多，结构复杂，特别是系统的性能分析和设计也比较麻烦。

2、画出负反馈控制系统的组成框图，并说明各环节的作用。

InputDesiredoutputErrorControldevice—+ActuatorProcessActualoutputSensor

执行器执行环节：将系统输入减去系统输出所得的差值作为输入量传递到控制器中，控制其执行方式并利用执行器执行，执行对象为受控对象，并输出结果。

传感器反馈环节：将系统的输出量经测量、变换反馈到输入端，与给定输入相比较（相减）得到偏差信号，该偏差信号进而经信号放大、能量变换或功率放大后产生控制作用，该控制作用又使偏差消除或减少，保证系统的输出量按给定输入的要求变化。

Measured outputFeedback

3、试比较闭环系统与开环系统的优缺点。

闭环系统：优点是抗干扰能力强；缺点是系统结构复杂，设计和调试技术也复杂，系统可能不稳定。

开环系统：优点是结构简单，但缺点是抗干扰能力弱。

4、试判断下列用微分方程描述的系统是线性系统还是非线性系统。

d2ydy?3?4y?e(t)2dtdt（1）

是线性系统。

du?u2?u?sin2?t（2）dt

是非线性系统，因为不满足齐次性。

d2ydy32?y?2y?5t2dt（3）dt

是非线性系统，不满足齐次性。

d2ydyt2?5?t2y?e?tdt（4）dt

是非线性系统，因为不满足叠加性。

5、某单位负反馈系统的脉冲响应为y(t)?e递函数。

?0.5t?ty(t)?e?e解：进行拉氏变换变为Y(S)??0.5t?e?t，求系统的开环传

11?，由题目设定为

1?s/21?sG(S)Y(S)?可以算出

1?G(S)R(S)单位负反馈系统，可以得到H(S)=1，R(S)=1;又由公式

4?3sY(S)G(S)?，求得G(S)?2，所以得到B(S)?G(S)H(S)?42?3s，即系

s?21?Y(S)E(S)s?2统的开环传递函数。

6、某复合控制系统如题6图所示，图中

We(s)?as2?bs,Wg(s)?10s(1?0.1s)(1?0.2s)

若使经前馈补偿后的等效系统变为Ⅱ型（两个积分环节），参数a和b

应为何值？

Wer-Wg题6图y

等效为没有前反馈系统后，应有

解：由图得：WB(s)?Wg(s)(1?WC(s))1?Wg(s)WB(s)?'WK(s)'1?WK(s)，

Wg(s)(1?Wc(s))WB(s)10a2?10bs?10WK(s)??=

1?WB(s)1?Wg(s)Wc(s)0.02s3?(0.3?10a)s2?(1?10b)s系统Ⅱ型时应有

｛1?10b?0?｛b?0.1

0.3-10a?0a?0.03按输入补偿的复合校正，不影响闭环的特征方程，所以不会影响系统的稳定性。

7、已知RC网络如题7图所示，其中u1、u2分别为网络的输入和输出：假设该网络系统的初始状态均为零状态，现要求：（1）绘制该系统的结构图；（2）求出传递函数U2(s)/U1(s)；（3）讨论元件参数R1，R2，C1及C2是否影响该网络响应的收敛性。

解：（1）由题可以得变量为：u1(t),u2(t),i1(t),i2(t)