1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (2s + 23)/(s² + 2s + 5) 对应的 f(t),并计算 f(0.4)。
F(s) = (2s + 23)/(s² + 2s + 5)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″ + 8y′ + 15y = 4u′ + 8u 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 = 0.2 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(0.2)。
y″ + 8y′ + 15y = 4u′ + 8ut = 0.2 s
g(0.2) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = K/((s + 3)(s + 9)) 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 + 3)(s + 9))单位负反馈
K =
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) = 3/(s + 6)。扰动 D 在被控对象输入处进入(加到控制器输出上)。 同时施加大小为 1 的参考阶跃和大小为 0.5 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 21G(s) = 3/(s + 6)D = 0.5R = 1
css =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 60/(s² + 9s + 60),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 60/(s² + 9s + 60)
σ =
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = 300/(s(s + 6))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 300/(s(s + 6))
ts = 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 + 5)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 5))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
某单位负反馈回路的 L(s) = K(s + 5)/(s(s + 3)(s + 10)(s + 1))。求根轨迹渐近线与实轴的交点 σa。
L(s) = K(s + 5)/(s(s + 3)(s + 10)(s + 1))
σa =
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 + 2)),必须以 0.05 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 2t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 2))r(t) = 2tess = 0.05
K =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 8 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s(s + 8))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 10/(s(s + 8))K = 8
ts = s
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 31(s + 11)/(s(s + 3)) 在 ω = 30 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 31(s + 11)/(s(s + 3))ω = 30 rad/s
∠G(jω) = °
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 + 1)(s + 7))。 求给出 5 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 7))GM = 5 dB
K =