1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (2s + 40)/(s² + 8s + 32) 对应的 f(t),并计算 f(0.2)。
F(s) = (2s + 40)/(s² + 8s + 32)t = 0.2 s
f(0.2) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 10y′ + 24y = 24·u(t),y(0) = 6,y′(0) = 0。在 t = 0 时施加阶跃输入 u(t) = 4。用拉普拉斯变换求 y(0.1)。
y″ + 10y′ + 24y = 24·u(t)y(0) = 6y′(0) = 0u(t) = 4t = 0.1 s
y(0.1) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 33/(s + 3) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.1。 求闭环的时间常数 τ。
G(s) = 33/(s + 3)H = 0.1
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) = 7/(s + 5)。在 R = 0 时,大小为 2 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.14 的最小增益 K。
G(s) = 7/(s + 5)D = 2css ≤ 0.14
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 33.5/(s² + 10s + 67),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 33.5/(s² + 10s + 67)
σ =
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 379 Ω,L = 100 mH,C = 1 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。 求电容电压的百分比超调量 %OS。
R = 379 ΩL = 100 mHC = 1 µFV = 12 V
%OS = %
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 4)/((s − 2)(s + 5)) 在 s = 2 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 + 4)/((s − 2)(s + 5))
Kmin =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已画出 L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 6)) 的根轨迹。求轨迹与虚轴相交处的频率 ω。
L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 6))
ω = rad/s
9.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 1 + 2t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 5/(s(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 5/(s(s + 5))r(t) = 1 + 2t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 16 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 1/(s(s + 6))。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 1/(s(s + 6))K = 16
tp = s
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 4.7 kΩ, C = 100 nF。输入为1.4 kHz的正弦信号。 求增益 |H| = |vout/vin|,以 dB 表示。
R = 4.7 kΩC = 100 nFf = 1.4 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) = 132/(s(s + 5)(s + 6))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 132/(s(s + 5)(s + 6))
ω180 = rad/s