1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (s + 39)/(s² + 3s + 2)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−t + B·e−2t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (s + 39)/(s² + 3s + 2)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 10y′ + 24y = 96·u(t),y(0) = 5,y′(0) = 0。在 t = 0 时施加阶跃输入 u(t) = 2。用拉普拉斯变换求 y(0.25)。
y″ + 10y′ + 24y = 96·u(t)y(0) = 5y′(0) = 0u(t) = 2t = 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 = 4 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 17 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) = 8/(s + 6)H₁ = 4K = 17
p =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = K/(s(s + 3)(s + 6)) 放在单位负反馈回路中。 用劳斯–赫尔维茨判据求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
G(s) = K/(s(s + 3)(s + 6))单位负反馈
Kmax =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 8/(s² + 3s + 4),输入为单位阶跃。 求阻尼比 ζ。
G(s) = 8/(s² + 3s + 4)
ζ =
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = 75/(s(s + 10))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 75/(s(s + 10))
ts = s
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 + 3)(s + 5))。把增益提高到闭环处于稳定边缘。求持续振荡的频率 ω。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5))
ω = rad/s
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 5)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −5 之间离开实轴,绕一圈后在零点左侧再次汇入实轴。求分离点 sb。
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 5))
sb =
9.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 1·t²/2 加到 G(s) = 10(s + 2)/(s²(s + 1)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 10(s + 2)/(s²(s + 1))r(t) = 1·t²/2
ess =
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) = 1/(s(s + 2))。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 1/(s(s + 2))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 = 4.7 kΩ, C = 47 nF。输入为3.6 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 4.7 kΩC = 47 nFf = 3.6 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) = 76/(s(s + 4))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 76/(s(s + 4))
ωc = rad/s