自动控制原理第五章课后习题答案

自动控制原理第五章课后习题答案（免费）5－１设单位反馈系统的开环传递函数为对系统进行串联校正，满足开环增益及解:①首先确定开环增益K,00()12limvsKSGSk②未校正系统开环传函为:012()(1)Gsss-100-50050100Magnitude(dB)10-210-1100101102-180-135-90Phase(deg)BodeDiagramGm=70.5dB(at200rad/sec),Pm=16.5deg(at3.39rad/sec)Frequency(rad/sec)③绘制未校正系统的开环对数频率特性,得到幅穿频率3.4c,对应相位角'0()164,16cGj,采用超前校正装置,最大相角0(180())4016630mcGj④11sin,31m0()(1)KGsss40112Ks⑤在已绘图上找出10lg10lg34.77的频率4.4m弧度/秒令cm⑥110.128/,0.385/mmTsTsT校正装置的传函为:110.385()110.128TssGsTss校正后的开环传函为:012(10.39)()()()(1)(10.13)csGsGsGssss校正后1801374340,满足指标要求.-100-50050100Magnitude(dB)10-210-1100101102103-180-135-90Phase(deg)BodeDiagramGm=99.2dB(at1.82e+003rad/sec),Pm=42.4deg(at4.53rad/sec)Frequency(rad/sec)5－２设单位反馈系统的开环传递函数为要求设计串联迟后校正装置。解:由题意,取5,vKK待校正系统的传函为:05()(1)(0.251)Gssss①绘制未校正系统的开环对数频率特性,得出:-100-50050100Magnitude(dB)10-210-1100101102-270-225-180-135-90Phase(deg)BodeDiagramGm=0.0388dB(at2rad/sec),Pm=0.102deg(at2rad/sec)Frequency(rad/sec)''0'02/,180()0ccradsG,采用滞后校正装置.②选取''()9,c而要求'''''''''41,()()50cc选取''0.6/,crads于是可测得'''()15.8cLdB③由'''20lg(),0.1622cbLb,令''10.1102.754,16.67cTbTbT0()(1)(0.251)KGssss141,5,1.02/bKsrads④串联滞后校正装置的传函为:1116.67()11102.754bTssGsTss⑤校正后系统的开环传函为:05(16.671)()()()(1)(0.251)(102.7541)csGsGsGsssss校正后,1801364441,满足性能指标要求.-150-100-50050100Magnitude(dB)10-410-310-210-1100101102-270-225-180-135-90Phase(deg)BodeDiagramGm=15.2dB(at1.94rad/sec),Pm=42.4deg(at0.666rad/sec)Frequency(rad/sec)5-3、请分别写出超前校正网络和滞后校正网络的传递函数，画出的它们的Bode图，写出最大超前相位角和滞后相位角的关系式。解:超前校正网络:1(),11TsGsTsωφωL4520dB/dec901/αT1/T1arcsin1m滞后校正网络:1(),011bTsGsbTsφωL4520dB/dec901/αT1/Tω1arcsin1mbb5-4、写出PID模型，给出四种改进PID的方法，并指出他们的主要作用。解:PID模型2()DPIKsKsKGss(1)积分分离的PID算法作用:防止系统启动,结束或大幅度增加减设值时,短时间内系统输出有很大的偏差,引起系统较大的超调和振荡.(2)抗积分饱和PID控制算法作用:避免控制量长期停留在饱和区.(3)不完全微分PID控制算法作用:在控制算法中加入低通滤波器,降低高频干扰,改善系统性能.(4)微分先行控制算法作用:适用于给定值频繁升降的场合,可以避免给定值升降时引起系统振荡,从而改善系统的动态特性.