1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (6s + 37)/(s² + 6s + 5)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−t + B·e−5t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (6s + 37)/(s² + 6s + 5)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 2y′ + 17y = u′ + 16u 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 = 1.2 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(1.2)。
y″ + 2y′ + 17y = u′ + 16ut = 1.2 s
g(1.2) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 21/(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。 在 R 处施加大小为 12 的阶跃。求稳态输出 css。
G(s) = 21/(s + 2)H = 0.2R = 12
css =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = K/(s(s + 2)(s + 3)) 放在单位负反馈回路中。 在最大稳定增益时回路发生振荡。求振荡频率 ω,单位 rad/s。
G(s) = K/(s(s + 2)(s + 3))单位负反馈
ω = rad/s
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 108/(s² + 6s + 36),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) = 108/(s² + 6s + 36)
ts = s
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 15 Ω,L = 10 mH,C = 47 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。 求电压第一个峰值出现的时间 tp,单位 ms。
R = 15 ΩL = 10 mHC = 47 µFV = 12 V
tp = ms
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路的开环传递函数为 L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10))。把增益提高到闭环处于稳定边缘。求持续振荡的频率 ω。
L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10))
ω = rad/s
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/((s + 5)(s + 13)) 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 + 5)(s + 13))
K =
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 + 4)),必须以 0.2 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 1t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 4))r(t) = 1tess = 0.2
K =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 20 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s(s + 10))。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 10/(s(s + 10))K = 20
%OS = %
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 47 kΩ, C = 10 nF。输入为1.7 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 47 kΩC = 10 nFf = 1.7 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) = 38/(s(s + 3)(s + 5))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 38/(s(s + 3)(s + 5))
GM = dB