1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (s + 18)/(s² + 6s + 45) 对应的 f(t),并计算 f(0.6)。
F(s) = (s + 18)/(s² + 6s + 45)t = 0.6 s
f(0.6) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 9y′ + 20y = 100·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 5(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.2)。
y″ + 9y′ + 20y = 100·u(t)u(t) = 5y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.2 s
y(0.2) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = K/((s + 4)(s + 12)) 放在单位负反馈回路中。求使闭环处于临界阻尼(两个相等的实极点)的增益 K。
G(s) = K/((s + 4)(s + 12))单位负反馈
K =
4.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 19/(s + 4),G₂ = 6/(s + 8),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 1,外部有负反馈 H₂ = 0.25。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 19/(s + 4)G₂ = 6/(s + 8)H₁ = 1H₂ = 0.25
T(0) =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 53/(s² + 9s + 53),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) = 53/(s² + 9s + 53)
ts = s
6.阶跃响应困难
质量 m = 2.5 kg 的物体挂在弹簧 k = 400 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 6 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 = 10 N。 求位移的百分比超调量 %OS。
m = 2.5 kgk = 400 N/mc = 6 N·s/mF = 10 N
%OS = %
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 + 11)/(s(s + 2)(s + 3)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 11)/(s(s + 2)(s + 3))
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 + 4)(s + 5)),求使闭环极点位于 s = −0.5 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5))s = −0.5
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 + 2)(s + 10))。求使阶跃输入的稳态误差为 2 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 2)(s + 10))ess = 2 %
K =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 20 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 2/(s(s + 4))。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 2/(s(s + 4))K = 20
tp = s
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 2.2 kΩ, C = 10 nF。输入为29 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 2.2 kΩC = 10 nFf = 29 kHz
φ = °
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) = 842/(s(s + 7)(s + 10))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 842/(s(s + 7)(s + 10))
GM = dB