1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 50/(s(s + 1)(s + 4)) 对应的 f(t),并计算 f(0.75)。
F(s) = 50/(s(s + 1)(s + 4))t = 0.75 s
f(0.75) =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 8y′ + 12y = 0,初始条件 y(0) = 6,y′(0) = 12,并求 y(0.25)。
y″ + 8y′ + 12y = 0y(0) = 6y′(0) = 12t = 0.25 s
y(0.25) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 8/(s + 6) 带有一个增益为 H₁ = 0.5 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 2 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 + 6)H₁ = 0.5K = 2
T(0) =
4.方框图困难
比例控制器 K = 18 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 3/(s + 3)。扰动 D 在被控对象输入处进入(加到控制器输出上)。 令 R = 0,施加大小为 5 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 18G(s) = 3/(s + 3)D = 5R = 0
css =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 34/(s² + 2s + 34),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 34/(s² + 2s + 34)
tp = s
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 29 Ω,L = 100 mH,C = 4.7 µF,在 t = 0 时接到 5 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 = 29 ΩL = 100 mHC = 4.7 µFV = 5 V
vC,max = V
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 1.2 下运行,L(s) = K/(s(s + 1)(s + 2))。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 + 2))K = 1.2
m =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/(s(s + 6)) 的根轨迹。求使闭环极点的阻尼比为 ζ = 0.5 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 6))ζ = 0.5
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 4t 加到 G(s) = 5/(s(s + 5)(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 5/(s(s + 5)(s + 10))r(t) = 4t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PI 控制器 C(s) = 2 + 1/s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 20/((s + 4)(s + 5))。求斜坡输入 r(t) = 5t 的稳态误差 ess。
C(s) = 2 + 1/sG(s) = 20/((s + 4)(s + 5))r(t) = 5t
ess =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 510/((s + 5)(s + 17)) 在 ω = 1 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 510/((s + 5)(s + 17))ω = 1 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) = 16/(s(s + 4))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 16/(s(s + 4))
PM = °