1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (4s + 23)/(s² + 4s + 29) 对应的 f(t),并计算 f(0.3)。
F(s) = (4s + 23)/(s² + 4s + 29)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) = 4,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(0.5)。
y″ + 7y′ + 6y = 18·u(t)y(0) = 4y′(0) = 0u(t) = 5t = 0.5 s
y(0.5) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 14/(s(s + 6))。参考输入是斜坡 r(t) = 5·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 14/(s(s + 6))r(t) = 5·t
ess =
4.方框图困难
比例控制器 K = 21 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 5/(s + 7)。扰动 D 在被控对象输入处进入(加到控制器输出上)。 令 R = 0,施加大小为 1 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 21G(s) = 5/(s + 7)D = 1R = 0
css =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 41/(s² + 8s + 82),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 41/(s² + 8s + 82)
%OS = %
6.阶跃响应困难
质量 m = 2.5 kg 的物体挂在弹簧 k = 1000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 30 N·s/m(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。在静止平衡状态下,突然施加恒力 F = 50 N。 求位移的百分比超调量 %OS。
m = 2.5 kgk = 1000 N/mc = 30 N·s/mF = 50 N
%OS = %
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 + 6))。把增益提高到闭环处于稳定边缘。求持续振荡的频率 ω。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 6))
ω = rad/s
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/((s + 5)(s + 9)) 的根轨迹。求分离点 sb 处的增益 K,此时两个闭环极点在实轴上相遇。
L(s) = K/((s + 5)(s + 9))
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 2t 加到 G(s) = 50/(s(s + 2)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 50/(s(s + 2))r(t) = 2t
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) = 5/(s(s + 10))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.6 的增益 K。
G(s) = 5/(s(s + 10))ζ = 0.6
K =
11.伯德图与裕度中等
在图中所示的串联 RLC 带通滤波器中,输出取自 R = 100 Ω 两端,其中 L = 100 mH,C = 1 µF。 求 −3 dB 带宽 BW,单位为 Hz。
R = 100 ΩL = 100 mHC = 1 µF
BW = Hz
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) = 84/(s(s + 3)(s + 7))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 84/(s(s + 3)(s + 7))
GM = dB