1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (5s + 38)/(s² + 8s + 32) 对应的 f(t),并计算 f(0.3)。
F(s) = (5s + 38)/(s² + 8s + 32)t = 0.3 s
f(0.3) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 4y′ + 3y = 18·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 1(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.4)。
y″ + 4y′ + 3y = 18·u(t)u(t) = 1y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.4 s
y(0.4) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 12/(s(s + 3))。参考输入是斜坡 r(t) = 2·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 12/(s(s + 3))r(t) = 2·t
ess =
4.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 2/(s + 2),G₂ = 7/(s + 6),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 1,外部有负反馈 H₂ = 0.25。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 2/(s + 2)G₂ = 7/(s + 6)H₁ = 1H₂ = 0.25
T(0) =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 66/(s² + 5s + 22),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 66/(s² + 5s + 22)
σ =
6.阶跃响应困难
质量 m = 4 kg 的物体挂在弹簧 k = 1000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 63 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 = 5 N。 求最大位移 xmax,单位 mm。
m = 4 kgk = 1000 N/mc = 63 N·s/mF = 5 N
xmax = mm
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 + 3)(s + 5))。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 + 3)(s + 5))
ω = rad/s
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已画出 L(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 6)) 的根轨迹。求轨迹与虚轴相交处的频率 ω。
L(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 6))
ω = rad/s
9.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 5 + 3t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 10(s + 3)/(s(s + 1)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 10(s + 3)/(s(s + 1))r(t) = 5 + 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) = 4/(s(s + 6))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.4 的增益 K。
G(s) = 4/(s(s + 6))ζ = 0.4
K =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 高通滤波器有R = 1000 Ω, L = 2.2 mH。输入为220 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 1000 ΩL = 2.2 mHf = 220 kHz
φ = °
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) = 332/(s(s + 4)(s + 9))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 332/(s(s + 4)(s + 9))
ω180 = rad/s