1.拉普拉斯变换中等
F(s) = 21/(s² + 14s + 48)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−6t + B·e−8t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = 21/(s² + 14s + 48)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 3y′ + 2y = 4·u(t),y(0) = 1,y′(0) = 0。在 t = 0 时施加阶跃输入 u(t) = 2。用拉普拉斯变换求 y(1)。
y″ + 3y′ + 2y = 4·u(t)y(0) = 1y′(0) = 0u(t) = 2t = 1 s
y(1) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 26/(s + 6) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.2。 求闭环的时间常数 τ。
G(s) = 26/(s + 6)H = 0.2
τ = s
4.方框图困难
被控对象 G(s) = 12/(s(s + 5)) 放在传感器增益为 H = 2 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) = 12/(s(s + 5))H = 2
ωd = rad/s
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 74/(s² + 6s + 74),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) = 74/(s² + 6s + 74)
ts = s
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 268 Ω,L = 100 mH,C = 2 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。 求电容电压的百分比超调量 %OS。
R = 268 ΩL = 100 mHC = 2 µFV = 12 V
%OS = %
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 + 8)/(s(s + 1)(s + 3)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 8)/(s(s + 1)(s + 3))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −4 之间离开实轴。求分离点 sb。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))
sb =
9.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 2/(5s + 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) = 2/(5s + 1)K = 1
ess = %
10.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 10 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s(s + 4))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.707 的微分增益 Kd。
G(s) = 10/(s(s + 4))Kp = 10ζ = 0.707
Kd = s
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 38(s + 3)/(s(s + 7)) 在 ω = 30 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 38(s + 3)/(s(s + 7))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 + 9)(s + 10))。 求给出 20 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 9)(s + 10))GM = 20 dB
K =