1.拉普拉斯变换中等
求 F(s) = (2s + 15)/(s² + 10s + 25) 对应的 f(t),并计算 f(0.1)。
F(s) = (2s + 15)/(s² + 10s + 25)t = 0.1 s
f(0.1) =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 11y′ + 30y = 0,初始条件 y(0) = 1,y′(0) = −14,并求 y(0.1)。
y″ + 11y′ + 30y = 0y(0) = 1y′(0) = −14t = 0.1 s
y(0.1) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 16/(s + 1) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.1。 在 R 处施加大小为 5 的阶跃。求稳态输出 css。
G(s) = 16/(s + 1)H = 0.1R = 5
css =
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) = 5/(s + 2)。在 R = 0 时,大小为 5 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.25 的最小增益 K。
G(s) = 5/(s + 2)D = 5css ≤ 0.25
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 37/(s² + 5s + 37),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 37/(s² + 5s + 37)
σ =
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 13 Ω,L = 50 mH,C = 100 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。 求电容电压的峰值 vC,max。
R = 13 ΩL = 50 mHC = 100 µFV = 12 V
vC,max = V
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 8)/((s − 4)(s + 3)) 在 s = 4 处有一个不稳定极点。用比例增益 K 围绕它构成单位负反馈回路。求使闭环稳定的最小增益 Kmin。
G(s) = (s + 8)/((s − 4)(s + 3))
Kmin =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
某单位负反馈回路的 L(s) = K(s + 2)/(s(s + 8)(s + 10))。求根轨迹渐近线与实轴的交点 σa。
L(s) = K(s + 2)/(s(s + 8)(s + 10))
σa =
9.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 5 + 1t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 5/(s(s + 1)(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 5/(s(s + 1)(s + 10))r(t) = 5 + 1t
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) = 2/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 6 rad/s 和 ζ = 1。求比例增益 Kp。
G(s) = 2/(s + 1)ωₙ = 6 rad/sζ = 1
Kp =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 10 kΩ, C = 4.7 nF。输入为6.8 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 10 kΩC = 4.7 nFf = 6.8 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) = 48/(s(s + 8))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 48/(s(s + 8))
PM = °