1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (2s + 14)/(s² + 7s + 6)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−t + B·e−6t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (2s + 14)/(s² + 7s + 6)
A =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 7y′ + 10y = 0,初始条件 y(0) = 5,y′(0) = −12,并求 y(0.2)。
y″ + 7y′ + 10y = 0y(0) = 5y′(0) = −12t = 0.2 s
y(0.2) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 2(s + 2)/((s + 5)(s + 9))。在参考输入处施加大小为 2 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 2(s + 2)/((s + 5)(s + 9))R = 2
ess =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = K/(s(s + 4)(s + 10)) 放在单位负反馈回路中。 在最大稳定增益时回路发生振荡。求振荡频率 ω,单位 rad/s。
G(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))单位负反馈
ω = rad/s
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 18/(s² + 4s + 6),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 18/(s² + 4s + 6)
%OS = %
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 12 % 的超调量,第一个峰出现在 t = 0.25 s。求固有频率 ωn。
%OS = 12 %tp = 0.25 s
ωn = rad/s
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路的开环传递函数为 L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))。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 + 2)(s + 8))
ω = rad/s
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 + 5)(s + 10)),求使闭环极点位于 s = −3 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 10))s = −3
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 3t 加到 G(s) = 10(s + 4)/(s(s + 5)(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 10(s + 4)/(s(s + 5)(s + 10))r(t) = 3t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 5 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 4/(s(s + 2))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.707 的微分增益 Kd。
G(s) = 4/(s(s + 2))Kp = 5ζ = 0.707
Kd = s
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 4.7 kΩ, C = 100 nF。输入为680 Hz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 4.7 kΩC = 100 nFf = 680 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) = 60/(s(s + 4))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 60/(s(s + 4))
ωc = rad/s