1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (4s + 16)/(s² + 4s + 13) 对应的 f(t),并计算 f(0.4)。
F(s) = (4s + 16)/(s² + 4s + 13)t = 0.4 s
f(0.4) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 2y′ + 2y = 4u′ + u 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 = 0.4 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(0.4)。
y″ + 2y′ + 2y = 4u′ + ut = 0.4 s
g(0.4) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = K/(s(s + 19)) 放在单位负反馈回路中。求使闭环处于临界阻尼(两个相等的实极点)的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 19))单位负反馈
K =
4.方框图困难
比例控制器 K = 15 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 8/(s + 9)。扰动 D 在被控对象输入处进入(加到控制器输出上)。 同时施加大小为 1 的参考阶跃和大小为 0.5 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 15G(s) = 8/(s + 9)D = 0.5R = 1
css =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 42/(s² + 2s + 14),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 42/(s² + 2s + 14)
σ =
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = 50/(s(s + 2))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 50/(s(s + 2))
ts = s
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
某单位负反馈回路的 L(s) = K(s + 11)/(s(s + 1)(s + 4)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 11)/(s(s + 1)(s + 4))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于回路 L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10)),求使闭环极点位于 s = −4 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10))s = −4
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 4·t²/2 加到 G(s) = 10(s + 4)/(s²(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 10(s + 4)/(s²(s + 5))r(t) = 4·t²/2
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 8 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 2/(s(s + 3))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.8 的微分增益 Kd。
G(s) = 2/(s(s + 3))Kp = 8ζ = 0.8
Kd = s
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 22 kΩ, C = 47 nF。输入为31 Hz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 22 kΩC = 47 nFf = 31 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) = K/(s(s + 1)(s + 9))。 求给出 8 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 9))GM = 8 dB
K =