1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (4s + 33)/(s² + 7s + 12)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−3t + B·e−4t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (4s + 33)/(s² + 7s + 12)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 7y′ + 6y = 18·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 10(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.5)。
y″ + 7y′ + 6y = 18·u(t)u(t) = 10y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.5 s
y(0.5) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 8/(s + 6) 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 = 4 和一个外部单位负反馈回路构成闭环系统。 求闭环直流增益 T(0)。
G(s) = 8/(s + 6)H₁ = 0.5K = 4
T(0) =
4.方框图困难
比例控制器 K = 12 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 9/(s + 4)。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 2 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 12G(s) = 9/(s + 4)D = 2R = 0
css =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 252/(s² + 5s + 84),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) = 252/(s² + 5s + 84)
ts = s
6.阶跃响应困难
一个没有零点的二阶系统,其阶跃响应显示出 20 % 的超调量,第一个峰出现在 t = 0.8 s。求固有频率 ωn。
%OS = 20 %tp = 0.8 s
ωn = rad/s
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) = 84/(s(s + 1)(s + 6))。有多少个闭环极点 N 位于右半平面?
L(s) = 84/(s(s + 1)(s + 6))
N =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/(s(s + 10)) 的根轨迹。求使闭环极点的阻尼比为 ζ = 0.4 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 10))ζ = 0.4
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 1·t²/2 加到 G(s) = 4(s + 1)/(s²(s + 1)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 4(s + 1)/(s²(s + 1))r(t) = 1·t²/2
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PI 控制器 C(s) = 5 + 5/s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 5/((s + 5)(s + 10))。求斜坡输入 r(t) = 5t 的稳态误差 ess。
C(s) = 5 + 5/sG(s) = 5/((s + 5)(s + 10))r(t) = 5t
ess =
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 = 10 Ω 两端,其中 L = 2 mH,C = 4.7 µF。 求 −3 dB 带宽 BW,单位为 Hz。
R = 10 ΩL = 2 mHC = 4.7 µF
BW = 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) = 54/(s(s + 3)(s + 4))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 54/(s(s + 3)(s + 4))
ω180 = rad/s