1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 60/(s(s + 4)(s + 5)) 对应的 f(t),并计算 f(0.25)。
F(s) = 60/(s(s + 4)(s + 5))t = 0.25 s
f(0.25) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 10y′ + 24y = 48·u(t),y(0) = 1,y′(0) = 0。在 t = 0 时施加阶跃输入 u(t) = 5。用拉普拉斯变换求 y(0.2)。
y″ + 10y′ + 24y = 48·u(t)y(0) = 1y′(0) = 0u(t) = 5t = 0.2 s
y(0.2) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 6/(s + 1) 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 = 6 和一个外部单位负反馈回路构成闭环系统。 求闭环极点 p。
G(s) = 6/(s + 1)H₁ = 3K = 6
p =
4.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 20/(s + 1),G₂ = 8/(s + 4),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 0.5,外部有负反馈 H₂ = 0.5。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 20/(s + 1)G₂ = 8/(s + 4)H₁ = 0.5H₂ = 0.5
T(0) =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 198/(s² + 13s + 66),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) = 198/(s² + 13s + 66)
ts = s
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 6))。求使阶跃响应有 15 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 6))%OS = 15 %
K =
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 1)/((s − 3)(s + 5)) 在 s = 3 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 + 1)/((s − 3)(s + 5))
Kmin =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
某单位负反馈回路的 L(s) = K(s + 6)/(s(s + 4)(s + 2)(s + 10))。求根轨迹渐近线与实轴的交点 σa。
L(s) = K(s + 6)/(s(s + 4)(s + 2)(s + 10))
σa =
9.稳态误差与 PID 控制中等
某单位负反馈回路的 G(s) = K/((s + 2)(s + 5))。求使阶跃输入的稳态误差为 4 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 2)(s + 5))ess = 4 %
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 + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 5 rad/s 和 ζ = 0.6。求积分增益 Ki。
G(s) = 1/(s + 1)ωₙ = 5 rad/sζ = 0.6
Ki =
11.伯德图与裕度中等
在图中所示的串联 RLC 带通滤波器中,输出取自 R = 20 Ω 两端,其中 L = 10 mH,C = 1 µF。 求 −3 dB 带宽 BW,单位为 Hz。
R = 20 ΩL = 10 mHC = 1 µF
BW = Hz
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 + 6))。 求给出 5 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 6))GM = 5 dB
K =