1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (6s + 26)/(s² + 10s + 21)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−3t + B·e−7t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (6s + 26)/(s² + 10s + 21)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 9y′ + 20y = 60·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 2(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.3)。
y″ + 9y′ + 20y = 60·u(t)u(t) = 2y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.3 s
y(0.3) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 20/(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。 求闭环的时间常数 τ。
G(s) = 20/(s + 7)H = 0.2
τ = s
4.方框图困难
被控对象 G(s) = K/((s + 1)(s + 6)(s + 7)) 放在单位负反馈回路中。 在最大稳定增益时回路发生振荡。求振荡频率 ω,单位 rad/s。
G(s) = K/((s + 1)(s + 6)(s + 7))单位负反馈
ω = rad/s
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 20/(s² + 3s + 40),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 20/(s² + 3s + 40)
tp = s
6.阶跃响应困难
质量 m = 2.5 kg 的物体挂在弹簧 k = 800 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 36 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 = 50 N。 求最大位移 xmax,单位 mm。
m = 2.5 kgk = 800 N/mc = 36 N·s/mF = 50 N
xmax = mm
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 6 下运行,L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5))。在闭环变得不稳定之前,增益最多可以提高到原来的多少倍 m?
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5))K = 6
m =
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 + 3)(s + 8))。求根轨迹渐近线与实轴的交点 σa。
L(s) = K/((s + 6)(s + 3)(s + 8))
σa =
9.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 4/(5s + 1) 由比例增益 K = 9 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) = 4/(5s + 1)K = 9
ess = %
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 1/(s(s + 4))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.6 的增益 K。
G(s) = 1/(s(s + 4))ζ = 0.6
K =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 4.7 kΩ, C = 22 nF。输入为15 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 4.7 kΩC = 22 nFf = 15 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) = 100/(s(s + 4))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 100/(s(s + 4))
PM = °