1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 35/(s(s + 3)(s + 6)) 对应的 f(t),并计算 f(0.1)。
F(s) = 35/(s(s + 3)(s + 6))t = 0.1 s
f(0.1) =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 5y′ + 4y = 0,初始条件 y(0) = 6,y′(0) = −14,并求 y(0.6)。
y″ + 5y′ + 4y = 0y(0) = 6y′(0) = −14t = 0.6 s
y(0.6) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 5/(s + 6) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.5。 在 R 处施加大小为 2 的阶跃。求稳态输出 css。
G(s) = 5/(s + 6)H = 0.5R = 2
css =
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 + 5)。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 0.2 的最小增益 K。
G(s) = 10/(s + 5)D = 10css ≤ 0.2
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 156/(s² + 8s + 52),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 156/(s² + 8s + 52)
σ =
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 18 Ω,L = 100 mH,C = 47 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。 求电压第一个峰值出现的时间 tp,单位 ms。
R = 18 ΩL = 100 mHC = 47 µFV = 24 V
tp = ms
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 + 12)/(s(s + 3)(s + 4)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 12)/(s(s + 3)(s + 4))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 5)/(s(s + 3)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −3 之间离开实轴,绕一圈后在零点左侧再次汇入实轴。求汇合点 si。
L(s) = K(s + 5)/(s(s + 3))
si =
9.稳态误差与 PID 控制中等
某单位负反馈回路的 G(s) = K/((s + 2)(s + 4))。求使阶跃输入的稳态误差为 20 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 2)(s + 4))ess = 20 %
K =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 40 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 2/(s(s + 10))。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 2/(s(s + 10))K = 40
tp = s
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 2.2 kΩ, C = 47 nF。输入为770 Hz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 2.2 kΩC = 47 nFf = 770 Hz
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) = 32/(s(s + 8))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 32/(s(s + 8))
ωc = rad/s