[2018年最新整理]matlab习题及答案

第一章习题

??????? 1.1?? 试概述闭环调速系统的主要特点。改变给定电压是否能够改变电动机的转速？为什么？如果给定电压不变，调整反馈电压的分压比，是否能够改变转速？为什么？如果测速发电机励磁发生变化，系统有没有克服这种扰动的能力？

??????? 1.2?? 某调速系统的调速范围是 1500～150 r/min(即 D＝10)，要求静差率 s=2％，那么系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是 100 r/min，则闭环系统的开环放大倍数应为多大？

??????? 1.3 ? 如果把调速系统反馈电压的极性接成给定电压极性相同，将产生什么后果？试说明反馈极性对组成闭环自动控制系统的重要性。

???????? 1.4?? 有一 V-M 调速系统， 电动机参数为： Pnom=2.5kW ， Unom=220V ， Inom=15A ，nnom=1500r/min，Ra=2Ω，整流装置内阻 Rrec=1Ω,触发整流环节的放大倍数为Ks=30，要求调速范围 D＝20，静差率 s=10%。??? 1) 计算开环系统的稳态速降和调速要求所允许的静态速降；??? 2) 采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的稳态结构图；??? 3) 调整该系统，使*??? n U =20V时转速 n=1000r/min，此时转速反馈系数应为多少？可认为??? Un≈ *n U )??? 4) 计算所需的放大器放大倍数；??? 5) 如果改用电压负反馈，能否达到所提出的调速要求？若放大器的放大系数不变，最大给定电压为 30V，在静差率为s=30%时，采用电压负反馈，最多能够得到多大的调速范围？

??????? 1.5?? 上题中，若主电路电感 L＝60mH，系统运动部分的飞轮惯量 GD2＝1.8牛顿·米2，整流电路为三相半波，则按上题要求设计的转速负反馈系统能否稳定运行？为了保证稳定，允许最大的开环放大倍数是多少？

?????? ?1.6?? 在带电流截止环节的转速负反馈系统中，如果截止比较电压发生变化，对系统的静特性有什么影响？如果电流反馈电阻 Rs 的大小发生变化，对静特性有什么影响？

??????? 1.7 ? 在电压负反馈、电流正反馈调速系统中，当电网电压、负载转矩、励磁电流、电枢电阻各量变化时都会产生扰动作用，对于这些扰动，系统有没有调节能力?为什么？

??????? 1.8?? 题1.4中的调速系统，采用电压负反馈和电流正反馈，能否满足所给的调速要求？参数应任何选择？试画出系统的静态结构图，并在各方框中注明传递系数的具体数值。

?????? ?1.9?? 在调速系统中，应用集成电路运算放大器有些什么优越性？运算放大器的输入电阻应如何选择？反馈电阻应如何选择？如果需要放大倍数为 1，输出与输入反相的比例调节器(通常称作“反相器”)，应如何接线？试画出其原理图。

??????? 1.10 ? 为什么用积分控制的调速系统是无静差的？积分调节器的输入偏差电压ΔU＝0时出电压是多少？决定于哪些因素？

????????1.11?? 无静差调速系统的稳态精度是否还受给定电源和测速发电机精度的影响？为什么？

第二章习题

??????? 2.1?? 在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器有哪些作用？其输出限幅值应按什么要求来整定？电流调节器有哪些作用？其输出限幅值应如何整定？

??????? 2.2?? 转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差(给定与反馈之差)是多少？它们的输出电压是多少？为什么？

??????? 2.3?? 如果转速、电流双闭环调速系统的转速调节器不是PI调节器，而是比例调节器，对系统的静、动态性能会有什么影响？

??????? 2.4?? 试从下述各方面来比较转速、电流双闭环调速系统和带电流截止负反馈的单闭环调速系统的优缺点：??????? 1) 静特性；??????? 2) 动态限流性能；??????? 3) 起动的快速性；??????? 4) 抗负载扰动的性能；??????? 5) 抗电源电压波动的性能；??????? 6) 其它方面。

??????? 2.5?? 某反馈控制系统已校正成典型Ⅰ型系统。已知时间常数 T＝0.1秒，要求阶跃响应超调量σ％≤10％，试求系统的开环放大倍数；计算过渡过程时间ts和上升时间tr;并绘出开环对数幅频特性。如果要求上升时间tr小于0.25秒，则开环放大倍数K应为多少？超调量σ％等于多少？

??????? 2.6?? 某系统采用典型Ⅱ型系统的结构，要求频域动态指标为：ωc=30(s-1)，Mr ≤1.5,求该系统的预期开环对数幅频特性、开环传递函数、以及阶跃响应的超调量和过渡过程时间。如果时间常数T2不变，改