1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (6s + 1)/(s² + 4s + 3)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−t + B·e−3t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (6s + 1)/(s² + 4s + 3)
A =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 9y′ + 20y = 0,初始条件 y(0) = 3,y′(0) = −5,并求 y(0.25)。
y″ + 9y′ + 20y = 0y(0) = 3y′(0) = −5t = 0.25 s
y(0.25) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = K/((s + 2)(s + 10)) 放在单位负反馈回路中。求使闭环处于临界阻尼(两个相等的实极点)的增益 K。
G(s) = K/((s + 2)(s + 10))单位负反馈
K =
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) = 6/(s + 3)。在 R = 0 时,大小为 2 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.04 的最小增益 K。
G(s) = 6/(s + 3)D = 2css ≤ 0.04
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 18/(s² + 2s + 9),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 + 9)
ts = s
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = 20/(s(s + 5))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 20/(s(s + 5))
ts = s
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路采用正反馈,L(s) = 10/(s(s + 3)(s + 5))。有多少个闭环极点 N 位于右半平面?
L(s) = 10/(s(s + 3)(s + 5))
N =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于 L(s) = K/((s + 3)(s² + 8s + 20)),求根轨迹从上半平面复极点出发的出射角 θd,从正实轴量起。
L(s) = K/((s + 3)(s² + 8s + 20))
θd = °
9.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 1/(2s + 1) 由比例增益 K = 4 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) = 1/(2s + 1)K = 4
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) = 5/(s + 5)。闭环必须满足 ωₙ = 8 rad/s 和 ζ = 0.6。求积分增益 Ki。
G(s) = 5/(s + 5)ωₙ = 8 rad/sζ = 0.6
Ki =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 10 kΩ, C = 2.2 nF。输入为36 kHz的正弦信号。 求增益 |H| = |vout/vin|,以 dB 表示。
R = 10 kΩC = 2.2 nFf = 36 kHz
|H| = 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) = K/(s(s + 2)(s + 7))。 求给出 10 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 7))GM = 10 dB
K =