1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 35/(s(s + 1)(s + 4)) 对应的 f(t),并计算 f(1)。
F(s) = 35/(s(s + 1)(s + 4))t = 1 s
f(1) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 11y′ + 30y = 15·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(0.1)。
y″ + 11y′ + 30y = 15·u(t)u(t) = 1y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.1 s
y(0.1) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 1/(s + 5) 带有一个增益为 H₁ = 0.5 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 15 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) = 1/(s + 5)H₁ = 0.5K = 15
p =
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) = 10/(s + 4)。在 R = 0 时,大小为 10 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.25 的最小增益 K。
G(s) = 10/(s + 4)D = 10css ≤ 0.25
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 58/(s² + 9s + 58),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 58/(s² + 9s + 58)
%OS = %
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 4))。求使阶跃响应有 15 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 4))%OS = 15 %
K =
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路的开环传递函数为 L(s) = K/(s(s + 6)(s + 10))。把增益提高到闭环处于稳定边缘。求持续振荡的频率 ω。
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 10))
ω = rad/s
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/((s + 3)(s + 11)) 的根轨迹。求分离点 sb 处的增益 K,此时两个闭环极点在实轴上相遇。
L(s) = K/((s + 3)(s + 11))
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 2 + 5t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 2(s + 4)/(s(s + 2)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 2(s + 4)/(s(s + 2))r(t) = 2 + 5t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 25 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 5/(s(s + 10))。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 5/(s(s + 10))K = 25
tp = s
11.伯德图与裕度中等
在图中所示的串联 RLC 带通滤波器中,输出取自 R = 1 Ω 两端,其中 L = 1 mH,C = 1 µF。 求中心(谐振)频率 f0,单位为 Hz。
R = 1 ΩL = 1 mHC = 1 µF
f0 = Hz
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) = 66/(s(s + 3)(s + 7))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 66/(s(s + 3)(s + 7))
ω180 = rad/s