1.拉普拉斯变换中等
求 F(s) = (5s + 34)/(s² + 10s + 25) 对应的 f(t),并计算 f(0.3)。
F(s) = (5s + 34)/(s² + 10s + 25)t = 0.3 s
f(0.3) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 7y′ + 6y = 18·u(t),y(0) = 5,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(0.3)。
y″ + 7y′ + 6y = 18·u(t)y(0) = 5y′(0) = 0u(t) = 5t = 0.3 s
y(0.3) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 6/(s + 4) 带有一个增益为 H₁ = 5 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 12 和一个外部单位负反馈回路构成闭环系统。 求闭环极点 p。
G(s) = 6/(s + 4)H₁ = 5K = 12
p =
4.方框图困难
比例控制器 K = 8 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 10/(s + 5)。扰动 D 在被控对象输入处进入(加到控制器输出上)。 同时施加大小为 1 的参考阶跃和大小为 1 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 8G(s) = 10/(s + 5)D = 1R = 1
css =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 162/(s² + 11s + 81),输入为单位阶跃。 求阻尼比 ζ。
G(s) = 162/(s² + 11s + 81)
ζ =
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 89 Ω,L = 500 mH,C = 10 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。 求无阻尼固有频率 ωn,单位 rad/s。
R = 89 ΩL = 500 mHC = 10 µFV = 24 V
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 + 5)(s + 8))。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 8))
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 + 5)(s + 10)),求使闭环极点位于 s = −2 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 10))s = −2
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 0.5/(1s + 1) 由比例增益 K = 1 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) = 0.5/(1s + 1)K = 1
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) = 2/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 8 rad/s 和 ζ = 0.8。求积分增益 Ki。
G(s) = 2/(s + 1)ωₙ = 8 rad/sζ = 0.8
Ki =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 17(s + 19)/(s(s + 11)) 在 ω = 30 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 17(s + 19)/(s(s + 11))ω = 30 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) = K/(s(s + 2)(s + 8))。 求给出 3 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))GM = 3 dB
K =