1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 45/(s(s + 3)(s + 6)) 对应的 f(t),并计算 f(0.25)。
F(s) = 45/(s(s + 3)(s + 6))t = 0.25 s
f(0.25) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 7y′ + 6y = 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 = 0.4 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(0.4)。
y″ + 7y′ + 6y = 4u′ + 8ut = 0.4 s
g(0.4) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 8/(s + 2) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.2。 求闭环的时间常数 τ。
G(s) = 8/(s + 2)H = 0.2
τ = s
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) = 7/(s + 1)。在 R = 0 时,大小为 10 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 1.4 的最小增益 K。
G(s) = 7/(s + 1)D = 10css ≤ 1.4
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 162/(s² + 6s + 54),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 162/(s² + 6s + 54)
%OS = %
6.阶跃响应困难
一个没有零点的二阶系统,其阶跃响应显示出 25 % 的超调量,第一个峰出现在 t = 0.1 s。求固有频率 ωn。
%OS = 25 %tp = 0.1 s
ωn = rad/s
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路采用负反馈,L(s) = 1680/(s(s + 4)(s + 10))。有多少个闭环极点 N 位于右半平面?
L(s) = 1680/(s(s + 4)(s + 10))
N =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已画出 L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 4)) 的根轨迹。求轨迹与虚轴相交处的频率 ω。
L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 4))
ω = rad/s
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 + 5)),必须以 0.02 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 2t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 5))r(t) = 2tess = 0.02
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) = 5/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 10 rad/s 和 ζ = 1。求比例增益 Kp。
G(s) = 5/(s + 1)ωₙ = 10 rad/sζ = 1
Kp =
11.伯德图与裕度中等
在图中所示的串联 RLC 带通滤波器中,输出取自 R = 5 Ω 两端,其中 L = 50 mH,C = 2.2 µF。 求 −3 dB 带宽 BW,单位为 Hz。
R = 5 ΩL = 50 mHC = 2.2 µF
BW = Hz
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 + 4)(s + 8))。 求给出 3 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 8))GM = 3 dB
K =