设控制系统如图10-2所示,其中被控对象
试设计最优PID控制器G0(s)及前置滤波器Cp (s),使系统具有最优的ITAE性能,且调节时间小于0.8s(Δ=2%)。
图10-2带有期望输入R(s)和扰动输入N (s)的反馈控制系统
第1题
设被控对象为
试设计1个带有PID控制器和前置滤波器的单位负反馈控制系统,使系统的阶跃响应具有最优的ITAE指标,峰值时间为0.8s左右,并给出系统的单位阶跃响应曲线。
第2题
设单位斜坡内模控制系统如图9-18所示,其中被控对象
X1(t)和x2(t)为状态变量。试设计合适的内模控制器
及状态反馈增益k3和k4,使系统的闭环极点为S1=S2= S3=S4=-2,且系统对单位斜坡输入的稳态跟踪误差为零,最后绘出系统的单位斜坡响应曲线。
图9-18单位斜坡内膜控制系统
第3题
设有前置滤波器的鲁棒控制系统如图6-21所示,其中被控对象
PID控制器
图6-21具有前置滤波器的鲁棒控制系统
Gp(s)为前置滤波器。设计要求:
(1)当Ka=10, Kb=0时,设计Gc(s)和Gp(s), 使系统具有最小节拍响应,即系统在单位阶跃输入作用下ess(∞)=0,σ%≤2% ,ts≤1s(Δ=2%); .
(2)若G0(s)的两个极点发生+50%范围摄动,在最坏情况下,被控对象变为
试用(1)中的设计结果对系统性能进行考核,以检验系统的鲁棒性。
第4题
环极点s1=s2=s3=-2,且对阶跃输入的稳态跟踪误差为零,最后绘出系统的单位阶跃响应曲线。
图9-16内膜控制系统
第5题
结构如图P8-7a所示的数字控制系统。
其中,,a为正整数,T为采样周期。
试设计数字控制器D(z),使系统在单位阶跃输入作用下,输出量满足图P8-7b所示的波形。
第7题
设复合校正控制系统如图6-18所示。图中
试确定λ1和λ2的数值,使系统等效为III型系统,并讨论寄生因式(Ts+1)对系统稳定性和动态性能的影响。
图6-18按输入补偿的复合控制系统
第8题
图6-19组合驱动装置
Gc(s)为PI控制器,其传递函数
图6-20组合驱动装置转速控制系统
Gp(s)为前置滤波器。要求设计Gc(s)和Gp (s),使系统具有最小节拍响应,且调节时间ts≤1s (Δ=2%)。
第9题
设可控硅-电动机调速系统中的电流环如图6-9所示。图中,调节对象传递函数
给定滤波器传递函数
图6-9电流环结构图
比例-积分控制器传递函数
反馈环节传递函数
试按三阶最佳工程设计法确定参数Kc、τ和T2。
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