1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (s + 8)/(s² + 2s + 37) 对应的 f(t),并计算 f(0.8)。
F(s) = (s + 8)/(s² + 2s + 37)t = 0.8 s
f(0.8) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 5y′ + 6y = 4u′ + 7u 描述,输入为 u(t),输出为 y(t)。求它的传递函数 G(s) = Y(s)/U(s)(零初始条件),并在 t = 0.4 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(0.4)。
y″ + 5y′ + 6y = 4u′ + 7ut = 0.4 s
g(0.4) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 5/(s + 8) 带有一个增益为 H₁ = 4 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 2 和一个外部单位负反馈回路构成闭环系统。 求闭环直流增益 T(0)。
G(s) = 5/(s + 8)H₁ = 4K = 2
T(0) =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = K/(s(s + 1)(s + 2)) 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 + 1)(s + 2))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 + 2s + 6),输入为单位阶跃。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 18/(s² + 2s + 6)
ts = s
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 13 Ω,L = 100 mH,C = 22 µF,在 t = 0 时接到 5 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 = 13 ΩL = 100 mHC = 22 µFV = 5 V
%OS = %
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 60 下运行,L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5))。在闭环变得不稳定之前,增益最多可以提高到原来的多少倍 m?
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5))K = 60
m =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/(s(s + 8)) 的根轨迹。求使闭环极点的阻尼比为 ζ = 0.707 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 8))ζ = 0.707
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 2 + 3t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 20(s + 3)/(s(s + 1)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20(s + 3)/(s(s + 1))r(t) = 2 + 3t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s(s + 5))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.5 的增益 K。
G(s) = 10/(s(s + 5))ζ = 0.5
K =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 112/((s + 1)(s + 16)) 在 ω = 8 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 112/((s + 1)(s + 16))ω = 8 rad/s
|G(jω)| = dB
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) = 48/(s(s + 2)(s + 6))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 48/(s(s + 2)(s + 6))
GM = dB