1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (s + 16)/(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) = (s + 16)/(s² + 6s + 5)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 7y′ + 10y = 4u 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 = 0.6 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(0.6)。
y″ + 7y′ + 10y = 4ut = 0.6 s
g(0.6) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 20/(s + 8) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.25。 求闭环的时间常数 τ。
G(s) = 20/(s + 8)H = 0.25
τ = s
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) = 1/(s + 7)。在 R = 0 时,大小为 1 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.02857 的最小增益 K。
G(s) = 1/(s + 7)D = 1css ≤ 0.02857
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 56/(s² + 9s + 56),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 56/(s² + 9s + 56)
%OS = %
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 12))。求使阶跃响应有 5 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 12))%OS = 5 %
K =
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) = 120/(s(s + 1)(s + 5))。有多少个闭环极点 N 位于右半平面?
L(s) = 120/(s(s + 1)(s + 5))
N =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 4)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −4 之间离开实轴,绕一圈后在零点左侧再次汇入实轴。求分离点 sb。
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 4))
sb =
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) = 20(s + 1)/(s(s + 4)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20(s + 1)/(s(s + 4))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 + 4)。闭环必须满足 ωₙ = 4 rad/s 和 ζ = 0.7。求积分增益 Ki。
G(s) = 2/(s + 4)ωₙ = 4 rad/sζ = 0.7
Ki =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 1530/((s + 17)(s + 18)) 在 ω = 5 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 1530/((s + 17)(s + 18))ω = 5 rad/s
|G(jω)| = dB
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) = 318/(s(s + 7)(s + 9))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 318/(s(s + 7)(s + 9))
ω180 = rad/s