1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (3s + 10)/(s² + 9s + 18)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−3t + B·e−6t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (3s + 10)/(s² + 9s + 18)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 6y′ + 5y = 3u′ + u 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 = 0.4 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(0.4)。
y″ + 6y′ + 5y = 3u′ + ut = 0.4 s
g(0.4) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 1(s + 2)/((s + 5)(s + 8))。在参考输入处施加大小为 2 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 1(s + 2)/((s + 5)(s + 8))R = 2
ess =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = K/(s(s + 3)(s + 9)) 放在单位负反馈回路中。 用劳斯–赫尔维茨判据求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
G(s) = K/(s(s + 3)(s + 9))单位负反馈
Kmax =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 213/(s² + 9s + 71),输入为单位阶跃。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 213/(s² + 9s + 71)
ts = s
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 253 Ω,L = 100 mH,C = 1 µF,在 t = 0 时接到 24 V 的阶跃上。电容未充电,阶跃之前没有电流。 求无阻尼固有频率 ωn,单位 rad/s。
R = 253 ΩL = 100 mHC = 1 µFV = 24 V
ωn = rad/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 + 3)(s + 6))。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 + 3)(s + 6))
ω = rad/s
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于 L(s) = K/((s + 2)(s² + 6s + 13)),求根轨迹从上半平面复极点出发的出射角 θd,从正实轴量起。
L(s) = K/((s + 2)(s² + 6s + 13))
θd = °
9.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 2/(0.5s + 1) 由比例增益 K = 19 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/(0.5s + 1)K = 19
ess = %
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 40 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 1/(s(s + 4))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 1/(s(s + 4))K = 40
ts = s
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 10(s + 4)/(s(s + 5)) 在 ω = 30 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 10(s + 4)/(s(s + 5))ω = 30 rad/s
∠G(jω) = °
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) = K/(s(s + 5)(s + 10))。 求给出 10 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 10))GM = 10 dB
K =