控制工程基础第三版习题答案_清华大学出版社(1-8章)完全版

目录
第一章 (1)
第二章 (4)
第三章 (21)
第四章 (34)
第五章 (41)
第六章 (47)
第七章 (61)
第八章 (70)
第一章
1-1
解：（1）B （2）B （3）B （4）A
1-2
解：
优点缺点
开环简单，不存在稳定性问题精度低，不抗干扰
闭环精度高，抗干扰复杂，设计不当易振荡
1-3
解：（1）自行车打气如图1-1所示职能方块图，为闭环系统。

图1-1
（2）普通电烙铁的职能方块图如图1-2所示，为开环系统。

图1-2
（3）车玩具的职能方块图如图1-3所示，为开环系统。

图
1-3
（4）船自动舵的职能方块图如图1-4所示，为闭环系统。

图1-4
（5）灯自动开关的职能方块图如图1-5所示，为开环系统。

图1-5
1-4
解：系统输入量：被记录的电压信号U2
系统输出量：记录笔的位移L
被控对象：记录笔
1-5
解：（a）：对于图（a）所示的系统，水箱中输出流量和输入流量决定了水箱的水位变化，水位的高低决定了浮球的位置，流量通过杠杆机械对应阀门的开启大小，阀门的大小决定输入流量补偿输出流量，最终水位保持一定值。

其职能方块图如下图所示：
（b）：对于（b）图所示的系统，控制水位的过程与图（a）系统中浮球的位置通过杠杆机构操纵双向触点电开关，两个触点电机正、反转，电机的正、反转对应阀门的开大、开小，系统由于使用了电机，系统的反应加快，其职能方块图如下图所示：
1-6：试画出实验室用恒温箱职能方块图。

解：根据一般实验室用恒温箱的工作原理图，画出其职能方块图如下：
（注：1-5中有部分文学是根据上下文理解的，因为原版中缺失；1-6为类似书中原体，不是原体，请注意！）
第二章
2-1 解：
（1）: )](12[)](1[)](5[)]()4[()(t L t t L t L t t L S F ⋅+⋅++=δδ S
S S S 215215022++=+++= （2）: )
25(25
3)(2
++=
s s S F （3）: 1
1)(2++=-s e S F s
π
（4）: )}(1)6
(1)]6(2cos 4{[)(5t e t t L S F t ⋅+-⋅-
=-π
π
5
1
44512426
226
+++=+++=
--S s Se S s Se s
s π
π
（5）: S
e S e S F s
s 226600)(--+=+++= （6）: )]4
(1)90453cos(6[)(π
-
⋅--=t t L S F ο
ο
9
636)]4(1)4(3cos 6[24
224
+=+=-⋅-=--S Se
S Se t t L S S
π
πππ
（7）: )](18sin 25.0)(18cos [)(66t t e t t e L S F t t ⋅+⋅=--
100
128
8)6(28)6(62
2222+++=++++++=
S S S S S S （8）: 9
9)20(52022)(26
2++
++++=-s e
s s S F s π
2-2 解：
（1）: )(1)2()3
2
21(
)(321t e e S S L t f t t ⋅+-=+++-=--- （2）: )(12sin 2
1
)(t t t f ⋅=
（3）: )(1)2sin 2
1
2(cos )(t t t e t f t ⋅+=
（4）: )1(1)1
(
)(11
-⋅=-=---t e S e L t f t s
（5）: )(1)22()(2t e e te t f t t t ⋅-+-=---
（6）: )(1215sin 15158))
215()21(215
15158()(22
21t t e S L t f t
⋅=++⋅=-- （7）: )(1)3sin 31
3(cos )(t t t t f ⋅+=
2-3 解：
（1） 对原方程取拉氏变换，得：
S
S X x S SX x Sx S X S 1)(8)]0()([6)0()0()(2
=+-+--⋅
• 将初始条件代入，得：
6
1
)()86(1)(86)(6)(22++=++=+-+-S S
S X S S S
S X S SX S S X S
4
87247
81)86(16)(22+-++=
++++=S S S S S S S S S X 取拉氏反变换，得：
t t e e t x 428
74781)(---+=
（2） 当t=0时，将初始条件50)0(=•
x 代入方程，得：
50+100x(0)＝300 则x(0)=2.5
对原方程取拉氏变换，得： sx(s)-x(0)+100x(s)=300/s
将x(0)=2.5代入，得：
S
300
100X(S)2.5-SX(S)=
+ 100
5
.03100)S(S 3002.5S X(S)+-=++=
s s
取拉氏反变换，得：
-100t 0.5e -3x (t)=
2-4
解：该曲线表示的函数为：
)0002.0(16)(-⋅=t t u
则其拉氏变换为：
s
e s U s
0002.06)(-=
2-5 解：
)0()0()
(3)
(2)(2)(3
0100==+=+i i x y t x dt
t dx t y dt t dy 将上式拉氏变换，得：
2
33
2)()()()32()()23()(3)(2)(2)(30000++=
+=++=+S S S X S Y S X S S Y S S X S SX S Y S SY i i i i
23
-S 32-S Z p ==∴零点极点
又当 时)(1)(t t x i =
S
S X i 1
)(=
S S S S X S X S Y S Y i i 12332)()()()(00⋅++=⋅=
32
123
32)
()0(2
3
12332)()(lim lim lim lim 000
000=
⋅++⋅=⋅=∴=⋅++⋅=⋅=∞∴∞→∞→→→S S S S S Y S y S S S S S Y S y s s s s
2-6 解：
（a ）传递函数：
1
321232333211
2
3233321232333
211111H G G G H G G H G G G G H H G G H G G G G H G G H G G G G R C
+++=
⋅++⋅+++⋅
=
（b ）传递函数：
（ｃ）传递函数：
（ｄ）传递函数：
3
2121212211211H G G H H G G H G H G G G R C
++++= 2-7 解：
通过方块图的变换，系统可等价为下图：
2-8 解：
2-9 解：（a）
（b）
（c）
（d）
（e）
（f）
(g)
2-10 解：（a）
（b）
（c）
2-11 解：（a）
（b）
（c）
（d）
2-12 解：（a）
（b）
2-13 解：（a）
（b）
2-14 解：
2-15 解：（1）
（2）
2-16 解：
2-17
解：
2-18
解：
以题可画出方块图如下：
2-19 解：
2-20 解：
2-21
解：
（1）
（2、3、4）缺2-22 以后缺
第三章3-1解：
3-3 解：
3-4 解：
3-5
3-6 解：
3-7 解：
3-8 解：
3-9 解：
3-10
3-11
3-12 解：
3-13 解：
3-14解：
3-15
3-16
3-17 解：
3-18
3-19 解：
3-20 解：
3-21 解：
3-22 解：
3-23 解：
3-24
3-25
解：
3-26、3-27 缺3-28
解：
3-29、3-30 缺3-31
解：
3-32、3-33缺
第四章4-1
解：
4-2
解：
4-3 解：
4-4 解：
4-5 解：
4-6 解：（a）
(b)
(c)
(d)
(e)
4-7
4-8、4-9 缺4-10
解：
4-11
解：
4-12解：
4-13、4-14、4-15 缺4-16解：
4-17 缺
4-18
解：。