1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 30/(s(s + 2)(s + 6)) 对应的 f(t),并计算 f(0.3)。
F(s) = 30/(s(s + 2)(s + 6))t = 0.3 s
f(0.3) =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 7y′ + 6y = 0,初始条件 y(0) = −9,y′(0) = −13,并求 y(0.4)。
y″ + 7y′ + 6y = 0y(0) = −9y′(0) = −13t = 0.4 s
y(0.4) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 60/(s(s + 10))。参考输入是斜坡 r(t) = 5·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 60/(s(s + 10))r(t) = 5·t
ess =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = 54/(s(s + 3)) 放在传感器增益为 H = 1 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的虚部 ωd(取正值),单位 rad/s。
G(s) = 54/(s(s + 3))H = 1
ωd = rad/s
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 141/(s² + 2s + 47),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 141/(s² + 2s + 47)
tp = s
6.阶跃响应困难
质量 m = 8 kg 的物体挂在弹簧 k = 5000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 60 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。 求阻尼比 ζ。
m = 8 kgk = 5000 N/mc = 60 N·s/mF = 50 N
ζ =
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 + 7)/(s(s + 2)(s + 4)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 7)/(s(s + 2)(s + 4))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −1 之间离开实轴。求分离点 sb。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10))
sb =
9.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 0.5·t²/2 加到 G(s) = 2(s + 5)/(s²(s + 1)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 2(s + 5)/(s²(s + 1))r(t) = 0.5·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) = 5/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 5 rad/s 和 ζ = 1。求积分增益 Ki。
G(s) = 5/(s + 1)ωₙ = 5 rad/sζ = 1
Ki =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 24(s + 10)/(s(s + 15)) 在 ω = 20 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 24(s + 10)/(s(s + 15))ω = 20 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) = 636/(s(s + 7)(s + 9))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 636/(s(s + 7)(s + 9))
GM = dB