1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (2s + 37)/(s² + 2s + 37) 对应的 f(t),并计算 f(0.2)。
F(s) = (2s + 37)/(s² + 2s + 37)t = 0.2 s
f(0.2) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 9y′ + 20y = 20·u(t),y(0) = 3,y′(0) = 0。在 t = 0 时施加阶跃输入 u(t) = 5。用拉普拉斯变换求 y(0.2)。
y″ + 9y′ + 20y = 20·u(t)y(0) = 3y′(0) = 0u(t) = 5t = 0.2 s
y(0.2) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 25/(s + 2) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.2。 求闭环的时间常数 τ。
G(s) = 25/(s + 2)H = 0.2
τ = s
4.方框图困难
被控对象 G(s) = 78/(s(s + 4)) 放在传感器增益为 H = 2 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的实部 σ。
G(s) = 78/(s(s + 4))H = 2
σ =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 108/(s² + 4s + 36),输入为单位阶跃。 求阻尼比 ζ。
G(s) = 108/(s² + 4s + 36)
ζ =
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 600 Ω,L = 500 mH,C = 2 µF,在 t = 0 时接到 24 V 的阶跃上。电容未充电,阶跃之前没有电流。 求电容电压的百分比超调量 %OS。
R = 600 ΩL = 500 mHC = 2 µFV = 24 V
%OS = %
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 + 3)(s + 4)(s + 6)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 6))
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 + 4)(s + 10)),求使闭环极点位于 s = −3 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))s = −3
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
某单位负反馈回路的 G(s) = K/((s + 1)(s + 4))。求使阶跃输入的稳态误差为 10 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 1)(s + 4))ess = 10 %
K =
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) = 2/(s + 2)。闭环必须满足 ωₙ = 4 rad/s 和 ζ = 0.8。求积分增益 Ki。
G(s) = 2/(s + 2)ωₙ = 4 rad/sζ = 0.8
Ki =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 5(s + 3)/(s(s + 5)) 在 ω = 15 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 5(s + 3)/(s(s + 5))ω = 15 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) = 22/(s(s + 3)(s + 5))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 22/(s(s + 3)(s + 5))
ω180 = rad/s