1.拉普拉斯变换中等
求 F(s) = (2s + 23)/(s² + 4s + 4) 对应的 f(t),并计算 f(0.5)。
F(s) = (2s + 23)/(s² + 4s + 4)t = 0.5 s
f(0.5) =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 5y′ + 6y = 0,初始条件 y(0) = 1,y′(0) = 13,并求 y(0.2)。
y″ + 5y′ + 6y = 0y(0) = 1y′(0) = 13t = 0.2 s
y(0.2) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = K/(s(s + 12)) 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 + 12))单位负反馈
K =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = 48/(s(s + 8)) 放在传感器增益为 H = 1 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的虚部 ωd(取正值),单位 rad/s。
G(s) = 48/(s(s + 8))H = 1
ωd = rad/s
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 30/(s² + 8s + 30),输入为单位阶跃。 求固有频率 ωn,单位 rad/s。
G(s) = 30/(s² + 8s + 30)
ωn = rad/s
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = 300/(s(s + 16))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 300/(s(s + 16))
ts = s
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 1)/((s − 2)(s + 2)) 在 s = 2 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 + 1)/((s − 2)(s + 2))
Kmin =
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 + 3)(s + 6)),求使闭环极点位于 s = −1 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6))s = −1
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 4/(5s + 1) 由比例增益 K = 9 在单位负反馈回路中控制。求阶跃输入的稳态误差 ess,以阶跃大小的百分数表示。
G(s) = 4/(5s + 1)K = 9
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) = 4/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 6 rad/s 和 ζ = 0.8。求积分增益 Ki。
G(s) = 4/(s + 1)ωₙ = 6 rad/sζ = 0.8
Ki =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 低通滤波器有R = 1000 Ω, L = 22 mH。输入为29 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 1000 ΩL = 22 mHf = 29 kHz
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 + 7)(s + 8))。 求给出 10 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 7)(s + 8))GM = 10 dB
K =