1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (3s + 16)/(s² + 2s + 5) 对应的 f(t),并计算 f(0.2)。
F(s) = (3s + 16)/(s² + 2s + 5)t = 0.2 s
f(0.2) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 8y′ + 12y = 2u′ + 16u 描述,输入为 u(t),输出为 y(t)。求它的传递函数 G(s) = Y(s)/U(s)(零初始条件),并在 t = 0.5 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(0.5)。
y″ + 8y′ + 12y = 2u′ + 16ut = 0.5 s
g(0.5) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 7/(s + 4) 带有一个增益为 H₁ = 3 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 17 和一个外部单位负反馈回路构成闭环系统。 求闭环极点 p。
G(s) = 7/(s + 4)H₁ = 3K = 17
p =
4.方框图困难
比例控制器 K = 5 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 2/(s + 9)。扰动 D 在被控对象输入处进入(加到控制器输出上)。 令 R = 0,施加大小为 1 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 5G(s) = 2/(s + 9)D = 1R = 0
css =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 21/(s² + 4s + 21),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 21/(s² + 4s + 21)
tp = s
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 5))。求使阶跃响应有 15 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 5))%OS = 15 %
K =
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路采用负反馈,L(s) = 480/(s(s + 2)(s + 10))。有多少个闭环极点 N 位于右半平面?
L(s) = 480/(s(s + 2)(s + 10))
N =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于 L(s) = K/((s + 4)(s² + 6s + 18)),求根轨迹从上半平面复极点出发的出射角 θd,从正实轴量起。
L(s) = K/((s + 4)(s² + 6s + 18))
θd = °
9.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 2 + 3t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 5/(s(s + 4)(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 5/(s(s + 4)(s + 5))r(t) = 2 + 3t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PI 控制器 C(s) = Kp + Ki/s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s + 5)。闭环必须满足 ωₙ = 5 rad/s 和 ζ = 1。求比例增益 Kp。
G(s) = 10/(s + 5)ωₙ = 5 rad/sζ = 1
Kp =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 高通滤波器有R = 10 Ω, L = 47 mH。输入为140 Hz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 10 ΩL = 47 mHf = 140 Hz
φ = °
12.伯德图与裕度困难
一个单位反馈回路的开环传递函数为 L(s) = 46/(s(s + 4))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 46/(s(s + 4))
ωc = rad/s