1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (5s + 9)/(s² + 6s + 10) 对应的 f(t),并计算 f(0.4)。
F(s) = (5s + 9)/(s² + 6s + 10)t = 0.4 s
f(0.4) =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 6y′ + 8y = 0,初始条件 y(0) = 8,y′(0) = 1,并求 y(0.6)。
y″ + 6y′ + 8y = 0y(0) = 8y′(0) = 1t = 0.6 s
y(0.6) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 12/(s + 5) 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) = 12/(s + 5)H = 0.2
τ = s
4.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 20/(s + 5),G₂ = 4/(s + 6),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 4,外部有负反馈 H₂ = 1。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 20/(s + 5)G₂ = 4/(s + 6)H₁ = 4H₂ = 1
T(0) =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 12/(s² + 2s + 24),输入为单位阶跃。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 12/(s² + 2s + 24)
ts = s
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 179 Ω,L = 50 mH,C = 1 µF,在 t = 0 时接到 12 V 的阶跃上。电容未充电,阶跃之前没有电流。 求无阻尼固有频率 ωn,单位 rad/s。
R = 179 ΩL = 50 mHC = 1 µFV = 12 V
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) = 210/(s(s + 2)(s + 5))。有多少个闭环极点 N 位于右半平面?
L(s) = 210/(s(s + 2)(s + 5))
N =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/((s + 3)(s + 11)) 的根轨迹。求分离点 sb 处的增益 K,此时两个闭环极点在实轴上相遇。
L(s) = K/((s + 3)(s + 11))
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 10·t²/2 加到 G(s) = 5(s + 3)/(s²(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 5(s + 3)/(s²(s + 10))r(t) = 10·t²/2
ess =
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) = 4/(s + 4)。闭环必须满足 ωₙ = 4 rad/s 和 ζ = 0.6。求积分增益 Ki。
G(s) = 4/(s + 4)ωₙ = 4 rad/sζ = 0.6
Ki =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 13(s + 7)/(s(s + 14)) 在 ω = 8 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 13(s + 7)/(s(s + 14))ω = 8 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) = 82/(s(s + 6)(s + 9))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 82/(s(s + 6)(s + 9))
GM = dB