计算题

某直流电动机的运动方程为
设其中J_m=0.01kg·m²，f=0.001N·m·s，C_m=0.02N·m/A，C_e=0.02V·s，R_a=10Ω。
（a）问u_a=10V时，电动机的稳态转速是多少？
（b）引入位置反馈，即
k为比例调节器的增益，若希望σ%=20%，求k的取值。

问答题已知控制系统的单位阶跃响应为c（t）=1+2e-t-3e-3t （a）求该系统的传递函数。 （b）利用峰值时间及超调量的定义求该系统在零初值条件下，单位阶跃响应的峰值时间tp和超调量σ%。

问答题质量弹簧系统如图所示，图中k为弹簧的弹性系数，f为阻尼器的摩擦系数，m为质量块的质量，F（t）为外力，以F（t）=0时重力作用下质量块的平衡位置为位移y的原点。 （a）设在单位阶跃外力作用下，质量块的稳态位移为0.1，系统的无阻尼自然振荡频率ωn=10，阻尼比ξ=0.5，求系统参数m、k、f。 （b）求阶跃输入下系统的动态响应指标tr、tp、ts（按5%误差计算）和σ%。

问答题系统如图所示，试应用劳斯判据确定系统稳定时比例-积分控制器增益kp、ki的取值范围，并给出图示。

问答题系统如图所示，试用劳斯稳定判据确定系统稳定时τ的取值范围。

问答题用一句话概括一下控制理论的内容，然后再给出一个进一步的阐述。

问答题为改善系统的控制性能，需要从诸如控制策略、执行器功率和性能、检测环节的精度、对被控对象的改造等方面同时入手。片面强调或不适当地突出某一方面往往达不到预期的效果。那么，具体到某一方面，他们可能受到的限制是什么？请分别说明。

问答题总起来说，人们总会优先选择报酬高的职业，但任何一个职业的报酬都将随上岗人数的增加而降低。请用社会反馈机制来讨论经济参与者之间的竞争问题。以某行业的社会需求人数为输入，以流入该行业的实际职工人数为输出，绘制系统的框图，这是一个负反馈过程还是一个正反馈过程？

问答题工人工资的增加，经过一段时间以后会导致物价的上涨，物价的上涨又带生活费用的提高，为保证工人的生活质量，就需要进一步提高工资。这是一个正反馈过程。增加存款的利率和刺激消费哪个可以减缓物价的上涨速度？为什么？国家的工资、物价和税收政策是怎样影响这个反馈系统的？

问答题晶体管稳压电路如图所示，图中ui是输入电压，它在一定范围内变化，uo是输出电压，输出电压的稳压值由分压电阻R1、R2和稳压二极管VD的参数决定。试分别说明输入电压和负载电阻发生变化时，晶体管稳压电路的稳压过程和工作原理。

问答题张力控制系统如图所示，它可以使输送带上各处的速度一致。如图中所示，输送带左边前一个分部用的是速度反馈控制，输送带右边后一个分部用的是张力反馈控制。试说明当速度主给定发生变化时，该系统是如何通过张力控制来使得速度v2跟随v1的变化的？后一个分部用张力反馈控制的好处是什么？

问答题图为一调速系统的示意图。图中RD为电枢回路的总电阻、LD为电枢回路的总电感，励磁电流if恒定。电机空载运行时，一定的设定电压ur对应一定的电动机转速。当负载增加时，电枢电流iD随之增大，电枢电流在电阻RD上的压降会引起电机转速的下降。如图所示，在电机主回路中串入一个小的采样电阻R来测量电枢电流，用反馈的方法减少电机转速的下降。试问由采样电阻R引入的是电枢电流的正反馈还是负反馈？系统的工作原理如何？

问答题工作台位置液压控制系统如图所示，该系统可以使工作台按照给定电位器设定的规律运动。描述图所示工作台位置液压控制系统的工作原理，指出系统中的被控对象、被控量、执行机构、给定装置、测量装置等。

问答题水箱水位控制系统的原理图如图所示，图中浮子杠杆机构的设计使得水位达到设定高度时，电位器中间抽头的电压输出为零。描述图所示水位调节系统的工作原理，指出系统中的被控对象、输出量、执行机构、测量装置、给定装置等。

问答题日常生活中反馈无处不在。人的眼、耳、鼻和各种感觉、触觉器官都是起反馈作用的器官。试以驾车行驶和伸手取物过程为例，说明人的眼、脑在其中所起的反馈和控制作用。

问答题设G（s）=1 [s（s+1）]，试确定阶跃输入下没有超调且响应时间最短的非线性环节N。