1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (2s + 21)/(s² + 4s + 40) 对应的 f(t),并计算 f(0.4)。
F(s) = (2s + 21)/(s² + 4s + 40)t = 0.4 s
f(0.4) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 6y′ + 13y = 2u′ + 9u 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 = 0.3 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(0.3)。
y″ + 6y′ + 13y = 2u′ + 9ut = 0.3 s
g(0.3) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 8/(s + 4) 带有一个增益为 H₁ = 3 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 19 和一个外部单位负反馈回路构成闭环系统。 求闭环直流增益 T(0)。
G(s) = 8/(s + 4)H₁ = 3K = 19
T(0) =
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) = 10/(s + 4)。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 1.25 的最小增益 K。
G(s) = 10/(s + 4)D = 5css ≤ 1.25
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 21/(s² + 7s + 21),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 21/(s² + 7s + 21)
%OS = %
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 20))。求使阶跃响应有 10 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 20))%OS = 10 %
K =
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 + 8)/(s(s + 1)(s + 2)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 8)/(s(s + 1)(s + 2))
Kmax =
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 + 5)(s + 8)),求使闭环极点位于 s = −2 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 8))s = −2
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 + 4)(s + 10))。求使阶跃输入的稳态误差为 2 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 4)(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) = 1/(s + 4)。闭环必须满足 ωₙ = 5 rad/s 和 ζ = 1。求比例增益 Kp。
G(s) = 1/(s + 4)ωₙ = 5 rad/sζ = 1
Kp =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 300/((s + 3)(s + 10)) 在 ω = 4 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 300/((s + 3)(s + 10))ω = 4 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) = K/(s(s + 1)(s + 8))。 求给出 2 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 8))GM = 2 dB
K =