tp?0.2s。试确定传递函数中的参量?及?n。 解:由图可以判断出0???1,因此有 Mp?exp(?
tp?????2)?100% ? ??2?n
代入Mp?0.096,tp?0.2可求出 ???0.598 ???n?19.588
3-8 反馈控制系统的框图如图3-T-3所示,要求 (1)由单位阶跃函数输入引起的系统稳态误差为零。 (2)整个系统的特征方程为s?4s?6s?4?0
求三阶开环传递函数G(s),使得同时满足上述要求。 解:设开环传递函数为 32图3-T-3 C(s)K ?32R(s)s?k1s?k2s?k3
s3?k1s2?k2s?k31根据条件(1)esr?lim?3?0可知:k3?0; 2s?01?G(s)s?k1s?k2s?k3?K
32根据条件(2)D(s)?s?4s?6s?4?0可知:k1?4,k2?6,K?4。 所以有
G?s??4 2ss?4s?63-9 一单位反馈控制的三阶系统,其开环传递函数为G(s),如要求
(1)由单位斜坡函数输入引起的稳态误差等于2.0。 (2)三阶系统的一对主导极点为s1,s2??1?j1。 求同时满足上述条件的系统开环传递函数G(s)。 解:按照条件(2)可写出系统的特征方程
(s?1?j)(s?1?j)(s?a)?(s2?2s?2)(s?a)?s3?(2?a)s2?(2?2a)s?2a?0 将上式与1?G(s)?0比较,可得系统的开环传递函数
G(s)?2a 2ss?(2?a)s?(2?2a) 根据条件(1),可得 Kv?12a ?0.5?esr2?2a
解得a?1,于是由系统的开环传递函数为
G(s)?2 2ss?3s?43-10 已知单位反馈控制系统的开环传递函数为 G(s)?K s(?s?1)
试求在下列条件下系统单位阶跃响应之超调量和调整时间。 (1)K?4.5,??1s (2)K?1,??1s (3)K?0.16,??1s 解:系统单位阶跃响应的象函数为 C(s)?R(s)G(s)?K s2(?s?1)
(1)将K?4.5,??1s代入式中可求出?n?2.12rad/s,??0.24,为欠阻尼系统,因此得出
Mp?46%,ts?7.86s(2%),5.90s(5%)
(2)将K?1,??1s代入式中可求出?n?1rad/s,??0.5,,为欠阻尼系统,因此得出
Mp?16.3%,ts?8s(2%)s,6s(5%)
(3)将K?0.16,??1s代入式中可求出?n?0.4rad/s,??1.25,过阻尼,无最大超调量。因此只有ts?15s。
3-11 系统的框图如图3-T-4所示,试求当a=0时,系统的之值。如要求,是确定a的值。
(1)当a=0时, 则系统传传递函数为G(s)? 所以有??0.354。
(2)?n不变时,系统传函数为G(s)?8,其中?n??22,2??n?2,s2?2s?88,要求??0.7,则有2s?(8a?2)s?8
2??n?2(4a?1),所以可求得求得a?0.25。
3-12 已知两个系统的传递函数,如果两者的参量均相等,试分析z=1的零点对系统单位
脉冲响应和单位阶跃响应的影响。 1. 单位脉冲响应 (a) 无零点时 c?t??
(b)有零点z??1时 ?n??2e???ntsin??2?nt,?t?0? 2????n????nt2??,?t?0? c?t??esin???t?arctgn?1???n???2??
比较上述两种情况,可见有零点z??1时,单位脉冲响应的振幅较无零点时小,而且产生?2??n??n??n2
??2?n相移,相移角为arctg。 1???n 2.单位阶跃响应 (a) 无零点时 c?t??1?
(b)有零点z??1时 1??2e???nt2???2sin????nt?arctg?????,?t?0? ?? c?t??1