现代控制系统第十二版课后习题5章答案中文版吐血整理 .pdfVIP

第5章反馈控制系统的性能

基础练习题

E5.1图5.18所示为计算机磁盘驱动器的电机驱动定位控制系统，它必须能够降低干扰信号

或参数变化对磁头位置的影响，能够减小磁头定位的稳态误差。

（a）如果要求定位稳态误差为零，系统应是几型系统（即包含几个纯积分环节）？

（b）如果输入为斜坡信号，并要求系统的稳态跟踪误差为零，系统又应是几型系统？

【解析】对于零稳态误差，当输入是阶跃信号时我们需要一个积分即类型1系统。对于斜坡

信号，e0系统应为类型2系统。

ss

E5.2发动机、车体和轮胎都能够影响赛车的加速能力和运行速度。赛车速度控制系统模型如

图E5.2所示。当速度指令为阶跃信号时，试求

（a）车速的稳态误差。

（b）车速的超调量PO..。

发动机与轮胎

R(s)+240Y(s)

车速指令－(s+4)(s+6)车速

图E5.2赛车速度控制系统

【解析】（a）闭环传递函数为



YsGs240240



Ts

22



Rs1Gss4s6240s2s

nn

AA240A



e

稳态误差为，其中Rs，KlimGs10，因此e。

ss1Ksps024ss11

p

10

0.31



（b）闭环系统是具有自然频率的二阶系统264，阻尼比为。

n2264

2



P.O.100e136%

因此，车速的超调量为。

E5.3为了与航空业竞争，铁路公司一直在发展新的旅客营运系统，法国的TGV和日本的新

干线系统是其中的两个典型代表，它们的时速都达到了160mph。磁悬浮列车Transrapid是

另外一种新型旅客营运系统，如图E5.3（a）所示。

Transrapid采用了与普通列车完全不同的磁悬浮技术和电磁推进技术，在正常运行时，它不

与轨道直接接触。在轮轨式系统中，列车车厢的底部是常见的轮式底盘，而在磁悬浮系统中，

车厢底部却包裹