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1、第二章习题课 (2-1a),2-1(a) 试建立图所示电路的动态微分方程。,解：,输入量为ui，输出量为uo。,ui=u1+uo,u1=i1R1,i1=i2-ic,第二章习题课 (2-1b),2-1(b) 试建立图所示电路的动态微分方程。,i1=iL+ic,输入量为ui，输出量为uo。,ui=u1+uo,u1=i1R1,习题课一 (2-2),求下列函数的拉氏变换。,(1) f(t)=sin4t+cos4t,解:Lsinwt=,w,w2+s2,s,w2+s2,Lsin4t+cos4t=,4,s2+16,s,s2+16,=,s+4,s2+16,+,Lcoswt=,(2) f(t)=t3+e4t,(
2、3) f(t)=tneat,(4) f(t)=(t-1)2e2t,2-3-1 函数的拉氏变换。,F(s)=,s+1,(s+1)(s+3),解：A1=(s+2),s+1,(s+1)(s+3),s=-2,= -1,(s+1)(s+3),A2=(s+3),s+1,s=-3,= 2,f(t)=2e-3t-e-2t,2-3-2 函数的拉氏变换。,=-2e-2t-te-t+2e-t,=(2-t)e-t-2e-2t,F(s)=,2s2-5s+1,s(s2+1),2-3-3 函数的拉氏变换。,解:F(s)(s2+1),s=+j,=A1s+A2,s=+j,A1=1, A2=-5,A3=F(s)s =1,s=0,
3、 f(t)=1+cost-5sint,F(s)= + +,1,s,s2+1,s,-5,s2+1,2-3-4 函数的拉氏变换。,(2-4-1),求下列微分方程。,A1=1 , A2=5 , A3=-4,(2-4-2),求下列微分方程。,初始条件:,解:,2-5-a 试画题2-1图所示电路的动态结构图,并求传递函数。,解:ui=R1i1+uo ，i2=ic+i1,UI(s)=R1I1(s)+UO(s),I2(s)=IC(s)+I1(s),IC(s)=CsUC(s),UI(s)-UO(s)Cs=IC(s),2-5-b 试画出题2-1图所示的电路的动态结构图,并求传递函数。,解：ui=R1I1+uc,
4、uc=uo+uL,i1=iL+ic,Ui(s)=R1I1(s)+UC(s),UC(s)=UO(s)+UL(s),UL(s)=sLIL(s),I1(s)=IL(s)+IC(s),IC(s)=CsUC(s),IL(s)=I1(s)-IC(s),解:电路等效为:,2-6-a 用运算放大器组成的有源电网络如图所示,试采用复数阻抗法写出它们的传递函数。,2-6-b 用运算放大器组成的有源电网络如力所示,试采用复数阻抗法写出它们的传递函数。,T,K,(t),2-8 设有一个初始条件为零的系统，系统的输入、输出曲线如图，求G(s)。,C(s)=G(S),第二章习题课 (2-8),解:,2-9 若系统在单位阶
5、跃输入作用时，已知初始条件为零的条件下系统的输出响应，求系统的传递函数和脉冲响应。,r(t)=I(t),解:,G(S)=C(s)/R(s),脉冲响应:,第二章习题课 (2-),2-10 已知系统的微分方程组的拉氏变换式，试画出系统的动态结构图并求传递函数。,解:,X1(s)=R(s)G1(s)-G1(s)G7(s)-G8(s)C(s),X2(s)=G2(s)X1(s)-G6(s)X3(s),X3(s)=G3(s)X2(s)-C(s)G5(s),C(s)=G4(s)X3(s),-,-,-,C(s),-,R(s),X1(s)=R(s)-C(s)G7(s)-G8(s)G1(s),C(s)G7(s)-
6、G8(s),G6(s)X3(s),X1(s),X2(s),C(s)G5(s),X3(s),第二章习题课 (2-10),解:,2-11(a),求系统的传递函数,G1+G3,第二章习题课 (2-11a),2-11(a),求系统的传递函数,解:,L1,L1=-G2H1,L2,L2=-G1G2H1,P1=G1G2,P2=G3G2,1 =1,2 =1,=1+G2H1+G1G2H2,第二章习题课 (2-11a),解:,2-11(b),求系统的传递函数,第二章习题课 (2-11b),解:,2-11(b),求系统的传递函数,L1,L1=-G1G2H,L1=-G1G4H,L2,P1=G1G2,1 =1,P2=G
7、3G2,=1+G4G2H+G1G2H,2=1+G1G4H,第二章习题课 (2-11b),2-11c 求系统的闭环传递函数 。,解:,第二章习题课 (2-11c),2-11d 求系统的闭环传递函数 。,解: (1),(2),L1,L1=-G2H,P1=G1,1 =1,P2=G2,2 =1,第二章习题课 (2-11d),2-11e 求系统的闭环传递函数 。,解: (1),第二章习题课 (2-11e),L1,L2,L3,L4,L2=G1G4,L3=-G2G3,L4=G2G4,(2),L1=-G1G3,P1=G1,1 =1,P2=G2,2 =1,2-11f 求系统的闭环传递函数 。,第二章习题课 (2
8、-11f),解: (1),(2),L1,L1=-G1G2,L2,L2=G2,P1=G1,1 =1-G2,=1+G1G2-G2,2-12(a),解:,求:,D(s),C(s),R(s),C(s),D(s)=0,R(s)=0,结构图变 换成：,1-G1H1,第二章习题课 (2-12a),2-12(b),求:,D(s),C(s),R(s),C(s),解:,D(s)=0,_,_,C(s),R(s)=0,结构图变 换成：,系统的传递函数:,第二章习题课 (2-12b),2-13(a),求:,R(s),E(s),R(s),C(s),C(s),E(s),解:,L1,L1=-G2,L2,L2=-G1G2G3,
9、P1=G2G3,P2=G1G2G3,1 =1,2 =1,E(s),结构图变 换成：,系统的传递函数:,第二章习题课 (2-13a),E(s),第二章习题课 (2-14),X(s),2-14,求:,解:,D(s)=0,结构图变换为,(G1+G2),(G3+G4),第二章习题课 (2-14),E(s),X(s),求:,2-14,解:,D(s)=0,结构图变换为,G3(G1+G2),C(s),求:,2-14,解:,R(s)=0,第二章习题课 (2-14),C1(s),R1(s),第二章习题课 (2-15),求:,2-15,解:,结构图变换为,求:,2-14,解:,结构图变换为,第二章习题课 (2-1
10、5),C2(s),求:,2-14,解:,结构图变换为,第二章习题课 (2-15),求:,2-14,解:,结构图变换为,第二章习题课 (2-15),求,2-15,第二章习题课 (2-15),解:,L1=G1G2,L3=-G4,L2=-G1G4G5H1H2,P1=G1G2G3,=1-G1G2+G1G4G35H1H2+G4 -G1G2G4,1=1+G4,求,2-15,解:,L1=G1G2,L3=-G4,L2=-G1G4G5H1H2,P1=G4G5G6,=1-G1G2+G1G4G5H1H2+G4 -G1G2G4,1=1-G1G2,第二章习题课 (2-15),求,2-15,解:,L1=G1G2,L3=-
11、G4,L2=-G1G4G5H1H2,=1-G1G2+G1G4G5H1H2+G4 -G1G2G4,1=1,P1=-G1G2G3G4G5H1,第二章习题课 (2-15),求,2-15,解:,L1=G1G2,L3=-G4,L2=-G1G4G5H1H2,=1-G1G2+G1G4G5H1H2+G4 -G1G2G4,1=1,P1=G1G4G5G6H2,第二章习题课 (2-15),3-1 设温度计需要在一分钟内指示出响应值的98%，并且假设温度计为一阶系统，求时间常数T。如果将温度计放在澡盆内，澡盆的温度以10oC/min的速度线性变化，求温度计的误差。,第三章习题课 (3-1),解:,c(t)=c()98
12、%,t=4T=1 min,r(t)=10t,e(t)=r(t)-c(t),=10T,=2.5,T=0.25,3-2 电路如图，设系统初始状态为领,第三章习题课 (3-2),解:,求系统的单位阶跃响应,及uc(t1)=8 时的t1值,R0=20 k,R1=200 k,C=2.5F,T=R1C=0.5,K=R1/R0=10,t=0.8,t1=0.8,=4,(2) 求系统的单位脉冲响应，单位斜坡 响应,及单位抛物响应在t1时刻的值,第三章习题课 (3-2),解:,uc(t)=K(t-T+Te-t/T),=4,R(s)=1,=1.2,3-3 已知单位负反馈系统的开环传递函数，求系统的单位阶跃响应。,第
13、三章习题课 (3-3),解:,3-4 已知单位负反馈系统的开环传递函数，求系统的上升时间tr、峰值时间tp、超调量% 和调整时间ts。,第三章习题课 (3-4),解:,=0.5,=16%,3-6 已知系统的单位阶跃响应:,(1) 求系统的闭环传递函数。,(2) 求系统的阻尼比和无阻尼振荡频率。,第三章习题课 (3-6),解:,=1.43,3-7 设二阶系统的单位阶跃响应曲线如图，系统的为单位反馈，求系统的传递函数。,解:,第三章习题课 (3-7),=0.35,3-8 已知单位负反馈系统的开环传递函数，求系统K、T值以满足动态指标：%30%，ts0.3(5%)。,第三章习题课 (3-8),解:,
14、T0.05,0.35,K40.9,3-11 已知闭环系统的特征方程式，试用劳斯判据判断系统的稳定性。,第三章习题课 (3-11),(1) s3+20s2+9s+100=0,解：,劳斯表如下：,s1,s0,s3,s2,1 9,20 100,4,100,系统稳定。,(3) s4+8s3+18s2+16s+5=0,1 18 5,s4,s3,8 16,劳斯表如下：,s2,16 5,s1,s0,5,系统稳定。,3-12 已知单位负反馈系统的开环传递函数，试确定系统稳定时K值范围。,第三章习题课 (3-12),解:,0.5s4+1.5s3+2s2+s+0.5Ks+K=0,0.5 2 K,s4,s3,1.5
15、 1+0.5K,s2,b31,3-0,5-0.25K0,0.25K2.5,=1.67-0.167K,s1,K,b41,3-13 已知系统结构如图，试确定系统稳定时值范围。,第三章习题课 (3-13),解:,1 10,s3,s2,s1,b31,s0,10,0,3-14 已知系统结构如图，试确定系统稳定时值范围。,第三章习题课 (3-14),解:,s3,s2,1 10,s1,b31,s0,10,0,r(t)=I(t)+2t+t2,3-16 已知单位反馈系统的开环传递函数，试求K p、Kv和Ka 并求稳态误差ess,第三章习题课 (3-16),解：,Kp=20,=0,ess2=,Ka=0,ess3=,ess=,=1,Ka=0,ess3=,ess=,Kp=,ess1=0,=2,Kp=,ess1=0,ess2=0,Ka=1,ess3=2,ess=2,3-17 已知系统结构如图。,第三章习题课 (3-17),解:,单位阶跃输入:,确定K1 和值
