计算机控制系统第六章习题答案

第六章习题答案6.1解：最少拍控制系统是指系统在典型输入信号作用下，经过最少拍使系统输出稳态误差为零。不足之处：只针对某种典型输入进行设计，当输入形式改变时，系统性能变坏，输出响应不一定理想。第六章习题答案6.2解：由知则112.2()11.2zGzz01m=11uvp1101010101121212()()(1)121(1)20()2()1.2()0.09(1())()(1)zzcczcccccczzzzzzDzzGzz解得因此第六章习题答案6.3解：由被控对象得传递函数得u=1v=0m=1p=16.4略。6.5略。1100011121121)(12.78)(1)3.7810.264()0.264(12.78)()(1)(10.286)()[1()]()(10.20.74)(10.2)zzzccczzzzzzDzzGzzzz设（第六章习题答案6.6解：6.7解：1111.58()[()]()0.3681.58(10.368)()1GzGszzzzDzzZ111112112131.58(10.368)(1)()11.58(10.368)(2)(2)()(1)1.58(10.368)(33)(3)()(1)zDzzzzDzzzzzDzz第六章习题答案6.8解：11113.68(10.717)()(1)(10.368)zzGzzz11001112()0.717(()(10.717),0.58()1()1()()0.158(1)(10.368)10.580.416GzuvmpΦzzzccΦzDzΦzGzzzzz可见零点为单位圆内),极点为1(单位圆上),0.368(单位圆内)。故=0,=0(单位圆上极点不包括),=1,=1。设求得第六章习题答案6.9解：不论是对一阶惯性对象还是对二阶惯性对象，大林算法的设计目标都是使闭环传递函数Φ(s)相当于一个纯滞后环节和一个惯性环节的串联，其中纯滞后环节的滞后时间τ与被控对象的纯滞后时间完全相同。这样就能保证使系统不产生超调，同时保证其稳定性。所谓振铃(Ringing)现象，是指数字控制器的输出以二分之一采样频率大幅度衰减的振荡。振铃幅度RA用来衡量振铃强烈的程度。为描述振铃强烈的程度，应找出数字控制器输出量的最大值umax。由于这一最大值与系统参数的关系难于用解析的式子描述出来，所以常用单位阶跃作用下数字控制器第0次输出量与第1次输出量的差值来衡量振铃现象强烈的程度。有两种方法可用来消除振铃现象。第一种方法是先找出D(z)中引起振铃现象的因子(z=-1附近的极点)，然后令其中的z=1，根据终值定理，这样处理不影响输出量的稳态值。第二种方法是从保证闭环系统的特性出发，选择合适的采样周期T及系统闭环时间常数Tc，使得数字控制器的输出避免产生强烈的振铃现象。第六章习题答案6.10解：如果被控对象存在纯时间滞后，则对其控制的难度往往较大。如果在这种情况下，对系统的要求是无超调量或超调量很小，并且允许有较长的调节时间，则大林算法的控制效果往往比PID等控制算法具有更好的效果。第六章习题答案6.11略。6.12解：ddcddccτdpdτ(1)ddd111(1)d116()e11e1e()[e]11e(1e)(1e)()(1e)[1e(1e)1.628(10.991)10.9830.17sTTTsNTTTTTTTTTTTTNKGsTsKsGzKzsTszzDzKzzzzz求得大林控制器Z第六章习题答案6.13解：6.14解：6.15～6.19略112(10.36)(10.607)()0.253(1)zDzzz-1会出现振铃现象。z1130.769(10.638)()10.1650.835zDzzz