1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (4s + 31)/(s² + 4s + 20) 对应的 f(t),并计算 f(0.25)。
F(s) = (4s + 31)/(s² + 4s + 20)t = 0.25 s
f(0.25) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 7y′ + 6y = 6·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 5(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.5)。
y″ + 7y′ + 6y = 6·u(t)u(t) = 5y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.5 s
y(0.5) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 17/(s + 6) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.1。 在 R 处施加大小为 12 的阶跃。求稳态输出 css。
G(s) = 17/(s + 6)H = 0.1R = 12
css =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = K/(s(s + 5)(s + 7)) 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(s + 5)(s + 7))单位负反馈
Kmax =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 186/(s² + 8s + 62),输入为单位阶跃。 求阻尼比 ζ。
G(s) = 186/(s² + 8s + 62)
ζ =
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 16))。求使阶跃响应有 5 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 16))%OS = 5 %
K =
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 2)/((s − 1)(s + 1)) 在 s = 1 处有一个不稳定极点。用比例增益 K 围绕它构成单位负反馈回路。求使闭环稳定的最小增益 Kmin。
G(s) = (s + 2)/((s − 1)(s + 1))
Kmin =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 5)/(s(s + 3)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −3 之间离开实轴,绕一圈后在零点左侧再次汇入实轴。求汇合点 si。
L(s) = K(s + 5)/(s(s + 3))
si =
9.稳态误差与 PID 控制中等
某单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 1)),必须以 0.1 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 5t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 1))r(t) = 5tess = 0.1
K =
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) = 10/(s + 4)。闭环必须满足 ωₙ = 10 rad/s 和 ζ = 0.6。求积分增益 Ki。
G(s) = 10/(s + 4)ωₙ = 10 rad/sζ = 0.6
Ki =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 高通滤波器有R = 100 Ω, L = 47 mH。输入为68 Hz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 100 ΩL = 47 mHf = 68 Hz
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 + 9))。 求给出 5 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 9))GM = 5 dB
K =