1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 50/(s(s + 4)(s + 6)) 对应的 f(t),并计算 f(0.2)。
F(s) = 50/(s(s + 4)(s + 6))t = 0.2 s
f(0.2) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 7y′ + 10y = 10·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 10(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.1)。
y″ + 7y′ + 10y = 10·u(t)u(t) = 10y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.1 s
y(0.1) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 1(s + 5)/((s + 2)(s + 8))。在参考输入处施加大小为 2 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 1(s + 5)/((s + 2)(s + 8))R = 2
ess =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = 76/(s(s + 10)) 放在传感器增益为 H = 1 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的虚部 ωd(取正值),单位 rad/s。
G(s) = 76/(s(s + 10))H = 1
ωd = rad/s
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 49/(s² + 3s + 49),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 49/(s² + 3s + 49)
σ =
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 8 Ω,L = 20 mH,C = 100 µF,在 t = 0 时接到 12 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 = 8 ΩL = 20 mHC = 100 µFV = 12 V
ωn = rad/s
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 + 10)/(s(s + 1)(s + 4)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 1)(s + 4))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 13)/(s(s + 8)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −8 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 + 13)/(s(s + 8))
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 + 1)(s + 10))。求使阶跃输入的稳态误差为 20 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 1)(s + 10))ess = 20 %
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) = 10/(s + 5)。闭环必须满足 ωₙ = 10 rad/s 和 ζ = 0.7。求积分增益 Ki。
G(s) = 10/(s + 5)ωₙ = 10 rad/sζ = 0.7
Ki =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 1020/((s + 3)(s + 17)) 在 ω = 15 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 1020/((s + 3)(s + 17))ω = 15 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) = 132/(s(s + 3)(s + 8))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 132/(s(s + 3)(s + 8))
ω180 = rad/s