1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = 9/(s² + 8s + 32) 对应的 f(t),并计算 f(0.5)。
F(s) = 9/(s² + 8s + 32)t = 0.5 s
f(0.5) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 6y′ + 8y = 48·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 2(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.5)。
y″ + 6y′ + 8y = 48·u(t)u(t) = 2y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.5 s
y(0.5) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 2/(s + 2) 带有一个增益为 H₁ = 3 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 3 和一个外部单位负反馈回路构成闭环系统。 求闭环直流增益 T(0)。
G(s) = 2/(s + 2)H₁ = 3K = 3
T(0) =
4.方框图困难
比例控制器 K 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 4/(s + 6)。在 R = 0 时,大小为 0.5 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.06667 的最小增益 K。
G(s) = 4/(s + 6)D = 0.5css ≤ 0.06667
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 87/(s² + 13s + 87),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 87/(s² + 13s + 87)
%OS = %
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 6))。求使阶跃响应有 25 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 6))%OS = 25 %
K =
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 20 下运行,L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))。在闭环变得不稳定之前,增益最多可以提高到原来的多少倍 m?
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))K = 20
m =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/(s(s + 8)) 的根轨迹。求使闭环极点的阻尼比为 ζ = 0.707 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 8))ζ = 0.707
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 2 + 3t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 10(s + 4)/(s(s + 4)(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 10(s + 4)/(s(s + 4)(s + 10))r(t) = 2 + 3t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 25 + Kd·s 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 = 0.8 的微分增益 Kd。
G(s) = 5/(s(s + 4))Kp = 25ζ = 0.8
Kd = s
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 1 kΩ, C = 4.7 nF。输入为140 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 1 kΩC = 4.7 nFf = 140 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) = 234/(s(s + 4)(s + 9))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 234/(s(s + 4)(s + 9))
GM = dB