1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 35/(s(s + 2)(s + 3)) 对应的 f(t),并计算 f(0.25)。
F(s) = 35/(s(s + 2)(s + 3))t = 0.25 s
f(0.25) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 5y′ + 4y = 20·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 1(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(1)。
y″ + 5y′ + 4y = 20·u(t)u(t) = 1y(0) = 0, y′(0) = 0t = 1 s
y(1) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 4(s + 6)/((s + 1)(s + 8))。在参考输入处施加大小为 5 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 4(s + 6)/((s + 1)(s + 8))R = 5
ess =
4.方框图困难
比例控制器 K 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 1/(s + 4)。在 R = 0 时,大小为 0.5 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.025 的最小增益 K。
G(s) = 1/(s + 4)D = 0.5css ≤ 0.025
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 87/(s² + 6s + 87),输入为单位阶跃。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 87/(s² + 6s + 87)
ts = s
6.阶跃响应困难
一个没有零点的二阶系统,其阶跃响应必须有 20 % 的超调量。求阻尼比 ζ。
%OS = 20 %
ζ =
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 5)/((s − 1)(s + 3)) 在 s = 1 处有一个不稳定极点。用比例增益 K 围绕它构成单位负反馈回路。求使闭环稳定的最小增益 Kmin。
G(s) = (s + 5)/((s − 1)(s + 3))
Kmin =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已画出 L(s) = K/((s + 3)(s + 5)(s + 6)) 的根轨迹。求轨迹与虚轴相交处的频率 ω。
L(s) = K/((s + 3)(s + 5)(s + 6))
ω = rad/s
9.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 2 + 2t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 10/(s(s + 5)(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 10/(s(s + 5)(s + 10))r(t) = 2 + 2t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 20 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 5/(s(s + 4))。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 5/(s(s + 4))K = 20
%OS = %
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 33(s + 17)/(s(s + 1)) 在 ω = 30 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 33(s + 17)/(s(s + 1))ω = 30 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 128/(s(s + 3)(s + 6))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 128/(s(s + 3)(s + 6))
GM = dB