考研851 自动控制原理
题海 · pdf-page · p.154

\[s+K_1-K_1 G_{c_1}(s)=0\]

\[G_{c_1}(s)=\frac{s+K_1}{K_1}\]

可使 \(C(s)\) 完全不受 \(N(s)\) 影响。

最后结果归纳如下:

\[G_{c_1}(s)=\frac{s+K_1}{K_1},\quad G_{c_2}(s)=\frac{1}{s},\quad 0<T<\frac{1}{K_2-K_1},\quad K_2>K_1\]

3-74 已知系统结构图如图3-89所示。(1) 试求 \(K_1\)\(K_2\) 的值,使系统的闭环极点配置在 \(-5\pm j5\) 处;(2) 设计 \(G_1(s)\),使系统在输入 \(r(t)\) 单独作用下无稳态误差;(3) 设计 \(G_2(s)\),使系统在扰动 \(n(t)\) 单独作用下无稳态误差。

图:自控原理题海_p154_fig1

图3-89 系统结构图

(1) 确定 \(K_1\)\(K_2\) 的值。

利用梅森增益公式,求系统在 \(R(s)\) 作用下的闭环传递函数:

前向通路总增益

\[p_1=\frac{G_1(s)}{s},\quad p_2=\frac{K_1}{s(s+1)}\]

流图特征式及余因子式

\[\Delta=1+\frac{K_1(1+K_2 s)}{s(s+1)},\quad \Delta_1=\Delta_2=1\]

因而

\[\frac{C_r(s)}{R(s)}=\frac{p_1\Delta_1+p_2\Delta_2}{\Delta}=\frac{(s+1)G_1(s)+K_1}{s(s+1)+K_1(1+K_2 s)}\]

利用梅森增益公式,求系统在 \(N(s)\) 作用下的闭环传递函数:

前向通路总增益

\[p_1=1,\quad p_2=-\frac{G_2(s)}{s}\]

流图特征式及余因子式

\[\Delta=1+\frac{K_1(1+K_2 s)}{s(s+1)},\quad \Delta_1=\Delta_2=1\]

因而

\[\frac{C_n(s)}{N(s)}=\frac{p_1\Delta_1+p_2\Delta_2}{\Delta}=\frac{s(s+1)-G_2(s)(s+1)}{s(s+1)+K_1(1+K_2 s)}\]

闭环特征方程为

\[s^2+(1+K_1 K_2)s+K_1=0\]