http://www.freekaoyan.com 8 自动控制原理典型题解析及自测试题 磁绕组中电流一定是恒定值。这意味着放大器前端电压是非零的 常值。因此常值编差电压存在是系统稳定工作的前提,故系统 有偏。 图1.6(b)中,给定恒定电压,电动机恒定转动时,对应发电机 激磁绕组中的励磁电流恒定,这意味着执行电动机处于停转状态, 放大器前端电压必然为0,故系统无差。 电位器 发 电动机 反馈 测速 电位器 发电机 执行电动机 個国 电位 电动机 测速发电机 (b) 图1.7系统方框图 例1.4下列方程中,r(t),c(t)分别表示系统的输人和输出, 判断各方程所描述的系统的类型(线性或非线性、定常或时变、动 态或静态)。 (1)2tcut)+5c()+ec(t)=r(t) 2)c(t)=r2(t)+√tr(t) (3)c(;)+3c(t)+6c(t)十10=r() (4)c(t)=e (5)c(t)+3(1c2(t)+2c(t)r(t)-r2(t)=0 此资乳案自免费考研陨 eekaoy an, Co心网友是供
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http://www.freekaoyan.com 第1蕈控制统的一般慨念 9 0,c(t)<2 (6)c(t) 2r(t),c(t)≥2 解将答案列表如下: 题号 非线性因素 时变因素 系统类型 1) t,e 线性时变动态系统 (2) r2(t) 非线性时变动态系统 3) 10 非线性定常动态系统 4) e 非线性定常静态系统 5) ((t)c2(4),c(r)r(t),rz(t) 非线性定常动态系统 6) 分段 非线性定常静态系统 评注】线性定常系统是自动控制原理研究的主要对象,掌握线性定 常系统微分方程的特点正确理解有关的概念是本课程的基本要求。 线性系统微分方程的一般形式是 w(1)+a1c-"(t)+a2xc(-2(t)+…十an-c()十axC(t) brm(t)十b1r(m1)(t)+…十b-()+br() 方程中的每一项均与c(4),r()或其各阶导数有关,但不包含它们的高次项 和交叉乘积项,也不包含常数项,否则对应非线性系统。当方程中的各项系数 a(=1,2,…,n),b(j=0,1,…,m)均为常数(与时间无关)时,对应为定常 (不变)系统,否则为时变系统。当方程中只含有c(t)和r(t)而不包含其导 数项时,方程成为代数方程描述的是静态系统。 线性系统的本质特征是满足叠加性。当方程中含有常数项时,叠加性不 满足,描述的系统是非线性的。在课程中,讨论实际系统的动态特性一般以 t=0为起在输入、输出的全部取值范围内而言的,因此分段特性系统不 属于线性系统 习 题 1.1母压调节系统工作原理如图1.8所示 此资乳案自免费考研陨 eekaoy an, Co心网友是供
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http://www.freekaoyan.com 10 自动控制原理典型题解析及自测试题 (1)试确定系统的被控对象,被控量和给定量,画出系统方框图。 (2)说明控制装置各组成部分及其作用。 (3)分析系统工作原理。在给定恒值控制信号条件下,系统是否存在 静差? (4)按输入形式分类,系统属于哪一类? 原动机 电动机 发电机 图1.8电压调节系统原理图 1.2某具有速度反馈的随动系统工作原理如图1.9所示 (1)确定系统的被控对象,被控量和给定量,画出系统方框图。 (2)说明控制装置各组成部分及其作用。 (3)分析系统工作原理判断系统分别在恒值输人和等速输入条件下是 否存在静差? ,1发进电位计 工件 E △M△M放大器 减速器(c(t) 电动机 收电位计 c(4 图1.9具有速度反馈的随动系统原理图 此资乳案自免费考研陨 eekaoy an, Co心网友是供
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http://www.freekaoyan.com 第1磁控制系统的一股概意 11 1.3图1.10(a),(b)所示的系统均为电压调节系统。假设空载时两系 统发电机端电压均为110V试问带上负载后,图(a),(b)中哪个能保持l1 V不变,哪个电压会低于110V,为什么? 负 发电执 发电机 放大 2 执行电机 放大 (b) 图1.10电压调节系统工作原理图 1.4试判别以下方程所描述系统的类型(线性或非线性,定常或时变 动态或静态)。 O)c(c)+ coswtc(r)=r(4) (2)ε()+et(t)+2c()c()=比(t)+r(r) (3)c(t)+4c(t)=e-+r(t) 4)c!t)+2c(t)+4c()=2r() (5)ct)+c(t)+5c(4)+ cost=8(1),c(t)=0(t≤0) (6)c!)=r2(t) 4r(t),0:c()<1 (7)(t)+c(t) r(t), c()≥1 此资乳案自免费考研陨 eekaoy an, Co心网友是供
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http://www.freekaoyan.com 第2章控制系统的数学模型 、内容提要 数学模型是指描述系统输入、输出以及内部各变量之间动 态关系的数学表达式 本章主要介绍四种数学模型,即:微分方程、传递函数、结构 图、信号流图以及相关的一些知识。这是控制系统分析的基础。 建立微分方程的一般步骤 (1)分析系统(或元件)的物理过程,确定输入和输出变量。 (2)从输入端开始,按照信号的传递顺序,依据各变量所遵循 的物理(或化学)定律列出线性化原始方程。 (3)消去中间变量,写出输人、输出变量的微分方程。 (4)对微分方程进行标准化处理 2.传递函数 1)定义传递函数是在零初始条件下,系统(或环节)输出量 的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。所谓零初始条件是指:当 E<G时,系统的输入r(t)、输出c(t)以及它们的各阶导数均为零 2)性质: 1)传递函数是以复变量s为自变量的有理真分式; 2)传递函数只与系统本身的结构参数有关,与外作用的形式 无关; 此资乳案自免费考研陨 eekaoy an, Co心网友是供
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