1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (s + 32)/(s² + 6s + 18) 对应的 f(t),并计算 f(0.4)。
F(s) = (s + 32)/(s² + 6s + 18)t = 0.4 s
f(0.4) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 6y′ + 8y = 3u′ + 11u 描述,输入为 u(t),输出为 y(t)。求它的传递函数 G(s) = Y(s)/U(s)(零初始条件),并在 t = 0.3 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(0.3)。
y″ + 6y′ + 8y = 3u′ + 11ut = 0.3 s
g(0.3) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = K/((s + 10)(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 + 10)(s + 11))单位负反馈
K =
4.方框图困难
比例控制器 K = 11 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 3/(s + 4)。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 = 11G(s) = 3/(s + 4)D = 1R = 0
css =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 31/(s² + 2s + 62),输入为单位阶跃。 求固有频率 ωn,单位 rad/s。
G(s) = 31/(s² + 2s + 62)
ωn = rad/s
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = 35/(s(s + 4))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 35/(s(s + 4))
ts = s
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 10)/((s − 4)(s + 1)) 在 s = 4 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 + 10)/((s − 4)(s + 1))
Kmin =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于回路 L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6)),求使闭环极点位于 s = −2 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6))s = −2
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 0.5/(10s + 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) = 0.5/(10s + 1)K = 1
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 + 4))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.4 的增益 K。
G(s) = 5/(s(s + 4))ζ = 0.4
K =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 3.3 kΩ, C = 100 nF。输入为4.8 kHz的正弦信号。 求增益 |H| = |vout/vin|,以 dB 表示。
R = 3.3 kΩC = 100 nFf = 4.8 kHz
|H| = dB
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) = 1100/(s(s + 20))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 1100/(s(s + 20))
ωc = rad/s