1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (4s + 39)/(s² + 2s + 10) 对应的 f(t),并计算 f(1.5)。
F(s) = (4s + 39)/(s² + 2s + 10)t = 1.5 s
f(1.5) =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 7y′ + 10y = 0,初始条件 y(0) = 6,y′(0) = −8,并求 y(0.4)。
y″ + 7y′ + 10y = 0y(0) = 6y′(0) = −8t = 0.4 s
y(0.4) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = K/((s + 1)(s + 8)) 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 + 1)(s + 8))单位负反馈
K =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = 54/(s(s + 9)) 放在传感器增益为 H = 1 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的实部 σ。
G(s) = 54/(s(s + 9))H = 1
σ =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 18/(s² + 2s + 36),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 18/(s² + 2s + 36)
σ =
6.阶跃响应困难
质量 m = 10 kg 的物体挂在弹簧 k = 500 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 71 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。 求位移的百分比超调量 %OS。
m = 10 kgk = 500 N/mc = 71 N·s/mF = 50 N
%OS = %
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 + 4)(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 + 4)(s + 10))
ω = rad/s
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 + 4)(s + 5)),求使闭环极点位于 s = −2.5 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5))s = −2.5
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 + 1)),必须以 0.2 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 10t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 1))r(t) = 10tess = 0.2
K =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 25 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 4/(s(s + 8))。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 4/(s(s + 8))K = 25
%OS = %
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 1404/((s + 12)(s + 13)) 在 ω = 0.5 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 1404/((s + 12)(s + 13))ω = 0.5 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) = 20/(s(s + 1)(s + 10))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 20/(s(s + 1)(s + 10))
GM = dB