1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (4s + 36)/(s² + 2s + 37) 对应的 f(t),并计算 f(0.5)。
F(s) = (4s + 36)/(s² + 2s + 37)t = 0.5 s
f(0.5) =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 8y′ + 15y = 0,初始条件 y(0) = 7,y′(0) = −8,并求 y(0.3)。
y″ + 8y′ + 15y = 0y(0) = 7y′(0) = −8t = 0.3 s
y(0.3) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 27/(s + 5) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.25。 求闭环的时间常数 τ。
G(s) = 27/(s + 5)H = 0.25
τ = s
4.方框图困难
比例控制器 K = 21 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 5/(s + 10)。扰动 D 在被控对象输入处进入(加到控制器输出上)。 同时施加大小为 5 的参考阶跃和大小为 1 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 21G(s) = 5/(s + 10)D = 1R = 5
css =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 136/(s² + 12s + 68),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 136/(s² + 12s + 68)
%OS = %
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 447 Ω,L = 200 mH,C = 1 µF,在 t = 0 时接到 10 V 的阶跃上。电容未充电,阶跃之前没有电流。 求电容电压的峰值 vC,max。
R = 447 ΩL = 200 mHC = 1 µFV = 10 V
vC,max = V
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路的开环传递函数为 L(s) = K/(s(s + 6)(s + 10))。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 10))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 3)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −3 之间离开实轴,绕一圈后在零点左侧再次汇入实轴。求汇合点 si。
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 3))
si =
9.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 10 + 3t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 10(s + 1)/(s(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 10(s + 1)/(s(s + 5))r(t) = 10 + 3t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 25 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s(s + 4))。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 10/(s(s + 4))K = 25
tp = s
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 低通滤波器有R = 220 Ω, L = 1 mH。输入为18 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 220 ΩL = 1 mHf = 18 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) = K/(s(s + 3)(s + 5))。 求给出 4 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5))GM = 4 dB
K =