1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (5s + 17)/(s² + 2s + 5) 对应的 f(t),并计算 f(0.3)。
F(s) = (5s + 17)/(s² + 2s + 5)t = 0.3 s
f(0.3) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 9y′ + 18y = 3u′ + 17u 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 = 0.2 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(0.2)。
y″ + 9y′ + 18y = 3u′ + 17ut = 0.2 s
g(0.2) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 26/(s + 2) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.25。 在 R 处施加大小为 2 的阶跃。求稳态输出 css。
G(s) = 26/(s + 2)H = 0.25R = 2
css =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = 60/(s(s + 11)) 放在传感器增益为 H = 2 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的实部 σ。
G(s) = 60/(s(s + 11))H = 2
σ =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 49/(s² + 9s + 49),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 49/(s² + 9s + 49)
%OS = %
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = 90/(s(s + 2))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 90/(s(s + 2))
ts = s
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 + 8))。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 + 8))
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(s + 8)) 的根轨迹。求使闭环极点的阻尼比为 ζ = 0.707 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 8))ζ = 0.707
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 2.5/(0.5s + 1) 由比例增益 K = 5 在单位负反馈回路中控制。求阶跃输入的稳态误差 ess,以阶跃大小的百分数表示。
G(s) = 2.5/(0.5s + 1)K = 5
ess = %
10.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 25 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s(s + 3))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.5 的微分增益 Kd。
G(s) = 10/(s(s + 3))Kp = 25ζ = 0.5
Kd = s
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 10 kΩ, C = 1 nF。输入为80 kHz的正弦信号。 求增益 |H| = |vout/vin|,以 dB 表示。
R = 10 kΩC = 1 nFf = 80 kHz
|H| = 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 + 5))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 20/(s(s + 5))
PM = °