自动控制原理胡寿松第五版第三章答案

第三章 线性系统的时域分析与校正习题及答案 3-1 已知系统脉冲响应t25.1e0125.0)t(k，试求系统闭环传递函数)s(。 解 )25.1s/(0125.0)t(kL)s( 3-2 设某高阶系统可用下列一阶微分方程)t(r)t(r)t(c)t(cT 近似描述，其中，1)T(0。试求系统的调节时间st 。 解 设单位阶跃输入ssR1)( 当初始条件为 0 时有：1Ts1s)s(R)s(C 1TsTs1s11Ts1s)s(C T/teTT1)t(h)t(c T)0(h， 1)(h，20TT)]0(h)(h[05.0 求 st T/tsseTT1)0(h)]0(h)(h[95.0)t(h 3T05.ln0Tts 3-2 一阶系统结构如图所示。要求单位阶跃输入 时调节时间4.0ts s（误差带为 5%），稳态 输出为 2，试确定参数21 k,k的值。 解 由结构图写出闭环系统传递函数 1kksk1kkskskk1sk)s(212211211 闭环增益2k1k2， 得：5.0k2  令调节时间4.0kk3T3t21s，得：15k1 。 3-4 在许多化学过程中，反应槽内的温度要保持恒定， 下图（a）和（b）分别为开环和闭环温度控制系统结构图，两种系统正常的K 值为 1。 解 （1）对（a）系统： 1s1011s10K)s(Ga， 时间常数 10T   632.0)T(h （a）系统达到稳态温度值的63.2%需要10秒； 对（b）系统：1s10110101100101s10100)s(b， 时间常数 10110T   632.0)T(h （b）系统达到稳态温度值的63.2%需要0.099秒。 （2）对（a）系统： 1)s(N)s(C)s(Gn 1.0)t(n时，该扰动影响将一直保持。 对（b）系统： 101s101s101s1010011)s(N)s(C)s(n 1.0)t(n时，最终扰动影响为001.010111.0，比开环控制好得多。 3-5 给定典型二阶系统的设计指标：超调量 0<%3 2.4% ，调节时间 s5.0ts ，峰值时间s1tp ，试确定系统极点配置的区域，以获得预期的响应特性。 解 依题 %5% ， )45(707.0； 5.05.3tns， 7n ； npt211， 14.312n 综合以上条件可画出满足要求的特征根区域如图所示。 3-6 电子心脏起博器心律控制系统结构如图所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一纯积分环节。 (1) 若)t(1)t(r， 0)t(n两种系统从响应开始达到稳态温度值的63.2％各需 多长时间？(2) 当有阶跃扰动1.0)t(n时，求扰动对两种系统的温...