1.拉普拉斯变换中等
求 F(s) = (2s + 2)/(s² + 10s + 25) 对应的 f(t),并计算 f(0.1)。
F(s) = (2s + 2)/(s² + 10s + 25)t = 0.1 s
f(0.1) =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 6y′ + 8y = 0,初始条件 y(0) = 8,y′(0) = −10,并求 y(0.1)。
y″ + 6y′ + 8y = 0y(0) = 8y′(0) = −10t = 0.1 s
y(0.1) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = K/((s + 2)(s + 11)) 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 + 11))单位负反馈
K =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 3)) 放在单位负反馈回路中。 用劳斯–赫尔维茨判据求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
G(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 3))单位负反馈
Kmax =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 62/(s² + 9s + 31),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) = 62/(s² + 9s + 31)
ts = s
6.阶跃响应困难
质量 m = 8 kg 的物体挂在弹簧 k = 200 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 16 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。 求位移最大的时刻 tp。
m = 8 kgk = 200 N/mc = 16 N·s/mF = 50 N
tp = 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 + 2)(s + 4)(s + 6)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 6))
Kmax =
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 + 32)),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 + 32))
θd = °
9.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 2t 加到 G(s) = 4/(s(s + 1)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 4/(s(s + 1))r(t) = 2t
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) = 2/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 4 rad/s 和 ζ = 0.6。求比例增益 Kp。
G(s) = 2/(s + 1)ωₙ = 4 rad/sζ = 0.6
Kp =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 高通滤波器有R = 10 Ω, L = 4.7 mH。输入为1.7 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 10 ΩL = 4.7 mHf = 1.7 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) = K/(s(s + 2)(s + 7))。 求给出 20 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 7))GM = 20 dB
K =