1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (s + 7)/(s² + 11s + 24)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−3t + B·e−8t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (s + 7)/(s² + 11s + 24)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 6y′ + 13y = 3u′ + u 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″ + 6y′ + 13y = 3u′ + ut = 0.2 s
g(0.2) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = K/((s + 5)(s + 10)) 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 + 5)(s + 10))单位负反馈
K =
4.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 18/(s + 1),G₂ = 10/(s + 7),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 2,外部有负反馈 H₂ = 0.5。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 18/(s + 1)G₂ = 10/(s + 7)H₁ = 2H₂ = 0.5
T(0) =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 49/(s² + 5s + 49),输入为单位阶跃。 求固有频率 ωn,单位 rad/s。
G(s) = 49/(s² + 5s + 49)
ωn = rad/s
6.阶跃响应困难
质量 m = 10 kg 的物体挂在弹簧 k = 1000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 100 N·s/m(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。在静止平衡状态下,突然施加恒力 F = 50 N。 求位移最大的时刻 tp。
m = 10 kgk = 1000 N/mc = 100 N·s/mF = 50 N
tp = 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 + 3)(s + 5)(s + 6)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/((s + 3)(s + 5)(s + 6))
Kmax =
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 + 5)(s + 8)),求使闭环极点位于 s = −3 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 8))s = −3
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 5·t²/2 加到 G(s) = 10(s + 2)/(s²(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 10(s + 2)/(s²(s + 5))r(t) = 5·t²/2
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 10 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 1/(s(s + 3))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.6 的微分增益 Kd。
G(s) = 1/(s(s + 3))Kp = 10ζ = 0.6
Kd = s
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 41(s + 19)/(s(s + 6)) 在 ω = 3 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 41(s + 19)/(s(s + 6))ω = 3 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) = 448/(s(s + 8))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 448/(s(s + 8))
PM = °