1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 30/(s(s + 3)(s + 5)) 对应的 f(t),并计算 f(0.2)。
F(s) = 30/(s(s + 3)(s + 5))t = 0.2 s
f(0.2) =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 9y′ + 20y = 0,初始条件 y(0) = −8,y′(0) = 5,并求 y(0.1)。
y″ + 9y′ + 20y = 0y(0) = −8y′(0) = 5t = 0.1 s
y(0.1) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 2/(s + 7) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.2。 在 R 处施加大小为 24 的阶跃。求稳态输出 css。
G(s) = 2/(s + 7)H = 0.2R = 24
css =
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 + 1)。在 R = 0 时,大小为 5 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 3.5 的最小增益 K。
G(s) = 7/(s + 1)D = 5css ≤ 3.5
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 186/(s² + 2s + 62),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 186/(s² + 2s + 62)
σ =
6.阶跃响应困难
质量 m = 4 kg 的物体挂在弹簧 k = 400 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 48 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 = 5 N。 求阻尼比 ζ。
m = 4 kgk = 400 N/mc = 48 N·s/mF = 5 N
ζ =
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
某单位负反馈回路的 L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 5)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 5))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/(s(s + 5)) 的根轨迹。求使闭环极点的阻尼比为 ζ = 0.3 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 5))ζ = 0.3
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 + 5)(s + 10))。求使阶跃输入的稳态误差为 2 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 5)(s + 10))ess = 2 %
K =
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 + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 5 rad/s 和 ζ = 0.7。求积分增益 Ki。
G(s) = 2/(s + 1)ωₙ = 5 rad/sζ = 0.7
Ki =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 2600/((s + 10)(s + 20)) 在 ω = 20 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 2600/((s + 10)(s + 20))ω = 20 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) = 40/(s(s + 8))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 40/(s(s + 8))
ωc = rad/s