1、第3章习题答案3-1.因为单位脉冲信号的拉氏变换为1(1)(2)(3)3-2.系统闭环传递函数为输入单位脉冲信号,输入单位阶跃信号,3-3.3-4.系统闭环传递函数为(2)3-5.由题意可知,则,3-6.(1) (1) 输入单位阶跃信号时,3-7.(1)当输入单位阶跃信号时,且主反馈开路时,3-8.由开环传函可知,变为原来的0.1,倍,则,放大系数不变,则,3-9.闭环增益,3-10.,(1) ,(2),1.814,4s,3-12.(1) ,(2) 3-13.(1)(2)3-14.根据牛顿第二定律可知,拉氏变换之后,得3-15.(1)时,系统特征根为共轭复根,在复平面上,单位阶跃响应曲线为:
2、(1) 时,系统特征根为实轴上的二重负实根,单位阶跃响应曲线为:(2) 时,系统特征根为实轴上的两个负实根,单位阶跃响应曲线为:3-16.(1)(1) 当输入单位阶跃信号时,将代入,得当,3-17.当输入单位阶跃信号时,且,3-18.由题意可知,当输入阶跃信号时,3-19.由系统方框图可知,3-20.(1) 特征方程为由方程系数可知系统满足稳定的必要条件,列劳斯表如下由于劳斯表第一列中系数符号全为正,所以系统稳定。(2)特征方程为由方程系数可知系统满足稳定的必要条件,列劳斯表如下由于劳斯表第一列中系数符号全为正,所以系统稳定。(3) 特征方程为由方程系数可知系统不满足稳定的必要条件,所以系统不
3、稳定。(4)特征方程为由方程系数可知系统满足稳定的必要条件,列劳斯表如下由于劳斯表第一列中系数符号全为正,所以系统稳定。3-21.系统特征方程可整理为要使系统稳定,则劳斯表中第一列中系数符号全为正,则3-22解:闭环特征方程为,排劳斯阵列如下:得系统稳定时,K1/10.3-23.(1) 列劳斯表如下要使系统稳定,则劳斯表中第一列中系数符号需全为正,则K的取值范围为(2) 列劳斯表如下要使系统稳定,则劳斯表中第一列中系数符号需全为正,则所以无论K取何值,系统都不稳定。(3) 列劳斯表如下要使系统稳定,则劳斯表中第一列中系数符号需全为正,则K的取值范围为(4) 列劳斯表如下要使系统稳定,则劳斯表中
4、第一列中系数符号需全为正,则所以无论K取何值,系统都不稳定。3-24.(1)列劳斯表如下由于劳斯表第一列中系数符号全为正,所以没有根在s右半平面。(2) 列劳斯表如下由于劳斯表第一列中系数符号改变2次,所以有两个根在s右半平面。(3) 列劳斯表如下由于劳斯表第一列中系数符号改变2次,所以有两个根在s右半平面。(4) 列劳斯表如下由于劳斯表第一列中系数符号改变1次,所以有一个根在s右半平面。3-25.(1) 特征方程整理为,列劳斯表如下要使系统稳定,则劳斯表中第一列中系数符号需全为正,则(2) 将带入特征方程,即,列劳斯表如下, 3-26.由题意可知,系统特征方程为,解得,所以闭环系统稳定。3-
5、27.由系统方框图可知,特征方程为,即,列劳斯表如下由于劳斯表第一列中系数符号改变2次,所以系统不稳定。2-28.由系统方框图可知,特征方程为,即,列劳斯表如下要使系统稳定,则劳斯表中第一列中系数符号需全为正,则解得,K的取值范围为2-29.(1) 为0型系统,则, (2) 为I型系统,则(3) 为I型系统,则(4) 为II型系统,则3-30.系统为I型系统,当输入信号包含及速度信号时,系统的稳态误差为。3-31.由题意可知,则,所以该系统对斜坡输入的响应的稳态误差为零。3-32.又因为当干扰信号的幅值及类型不变,只是符号改变,其稳态误差也只是符号改变。,3-33.系统为I型系统当a0时,输入信号包含加速度信号,系统稳态误差为无穷大。当a=0时,3-34.系统为I型系统(1)(2)3-35.由系统方框图可知,3-36.(1)(2)3-37.有系统方框图可得,3-38.系统特征方程为,由劳斯判据判断系统稳定。(1) 系统为I型系统,则(2) 当输入速度信号3-39.3-40.(1) 由系统方框图可知,开环传函为(2)因为输入信号中包含了加速度信号,所以其稳态误差为无穷大。