控制工程基础大作业.docx

控制工程基础大作业

第一篇：控制工程基础大作业控制工程基础（B）大作业一、查阅相关资料，撰写读书报告通过广泛的资料查阅，以论文形式就控制领域发展状况提交相关读书报告，以培养学生文献检索和阅读能力。要求：至少阅读5篇2008年以后的文献资料，并在上交时附上相应的参考文献或网址，阅读报告的字数不得少于3000汉字。二、应用Matlab软件绘制Nyquist图及Bode图1、自己从教材上的例题或者课后作业中选择一个系统，绘制其Bode图。2、已知系统的开环传递函数为G(s)100k，用Matlab分s(s5)(s10)别绘制k=1,8,20时系统Nyquist图，并判断系统的稳定性。试分析k对系统稳定性的影响。三、控制系统典型环节性能分析熟悉Matlab软件Simulink的基本使用方法，利用Simulink建立各典型环节的仿真模型，并通过仿真得到各典型环节的单位阶跃响应曲线，给出各典型环节相关参数变化对典型环节动态性能的影响。要求：每个学生的文件名包括姓名、班级和学号（1~2位数字）。该部分主要是考察大家的自学能力，网上有很多资料可下载、查阅。大作业以报告形式撰写，由各班长(或者学习委员)负责收齐电子文档，并于6月12日上交，其中电子文档以班为单位打包后发送至邮箱：[e-mail]附：本课程成绩评定方法考勤、课堂表现、平时作业、实验报告、大作业及期末考试相结合，其中：考勤、课堂表现、平时作业与实验报告占20%，大作业占20%，期末考试成绩占60%。任课教师：江老师2013年5月第二篇：控制工程基础试卷序号一、试写出图示机械装置（物体与地面无摩擦）在外力F作用下的运动（微分）方程，并求该系统的传递函数Y0(s)/F(s)。（10分）二、试求图示框图的传递函数C(s)/R(s)（方法不限，10分）。序号三、某单位负反馈控制系统如图。已知K=4，设输入信号为单位阶跃函数，求：（15分）（1）闭环传递函数C(s)/R(s)；（2）单位阶跃响应c(t)（3）调整时间ts；（4）最大超调量。四、某单位负反馈控制系统的开环传递函数为，试用劳斯判据，确定系统稳定的K值范围。（10分）五、某单位反馈系统开环传递函数为，试求（10分）（1）静态误差系数、、的值；（2）求输入信号为时的稳态误差。六、试画单位反馈系统的根轨迹图，求出根轨迹的渐近线和分离点，并求系统稳定的K的范围。（15分）七、某单位负反馈控制系统的开环传递函数为，试画出奈氏图，并根据奈奎斯特判据判定该系统是否稳定。（15分)八、某系统的开环对数频率特性如图，求：（15分）（1）系统开环传递函数；（2）相角裕量和幅值裕量；（3）判定系统的稳定性。第三篇：清华大学《控制工程基础》课件-3控制工程基础（第三章）清华大学第三章时域瞬态响应分析见光盘课件（第三章第一、二、三节）脉冲函数脉冲函数可以表示成上图所示，其脉冲高度为无穷大；持续时间为无穷小；脉冲面积为a，因此，通常脉冲强度是以其面积a衡量的。当面积a=1时，脉冲函数称为单位脉冲函数，又称δ函数。当系统输入为单位脉冲函数时，其输出响应称为脉冲响应函数。由于δ函数有个很重要的性质，即其拉氏变换等于1，因此系统传递函数即为脉冲响应函数的象函数。当系统输入任一时间函数时，如下图所示，可将输入信号分割为n个脉冲，当n→∞时，输入函数x(t)可看成n个脉冲叠加而成。按比例和时间平移的方法，可得时刻的响应为，则即输出响应为输入函数与脉冲响应函数的卷积，脉冲响应函数由此又得名权函数。求上升时间由式（3.5）知将代入，得因为所以由于上升时间是输出响应首次达到稳态值的时间，故所以求峰值时间由式（3.5）知峰值点为极值点，令，得因为所以求最大超调量将式(3.16)代入到式(3.4)表示的单位阶跃响应的输出表达式中，得求调整时间由式（3.5）知以进入±5%的误差范围为例，解得当阻尼比ζ较小时，有同理可证，进入±2%的误差范围，则有例下图所示系统，施加8.9N阶跃力后，记录其时间响应如图，试求该系统的质量M、弹性刚度k和粘性阻尼系数D的数值。解：根据牛顿第二定律拉氏变换，并整理得高阶系统的瞬态响应一般的高阶机电系统可以分解成若干一阶惯性环节和二阶振荡环节的叠加。其瞬态响应即是由这些一阶惯性环节和二阶振荡环节的响应函数叠加组成。对于一般单输入-单输出的线性定常系统，其传递函数可表示为设输入为单位阶跃，则(3.21)如果其极点互不相同，则式(3.21)可展开成经拉氏反变换，得可见，一般高阶系统的瞬态响应是由一些一阶惯性环节和二阶振荡环节的响应函数叠加组成的。高阶系统的瞬态响应例:已知某系统的闭环传递函数为试求系统近似的单位阶跃响应。解：对高阶系统的传递函数，首先需分解因式，如果能找到一个根，则多项式可以降低一阶，工程上常用的找根方法，一是试