1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 45/(s(s + 1)(s + 5)) 对应的 f(t),并计算 f(0.5)。
F(s) = 45/(s(s + 1)(s + 5))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″ + 4y′ + 3y = 0,初始条件 y(0) = 7,y′(0) = −15,并求 y(0.6)。
y″ + 4y′ + 3y = 0y(0) = 7y′(0) = −15t = 0.6 s
y(0.6) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 11(s + 6)/((s + 2)(s + 5))。在参考输入处施加大小为 2 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 11(s + 6)/((s + 2)(s + 5))R = 2
ess =
4.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 10/(s + 4),G₂ = 4/(s + 6),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 0.5,外部有负反馈 H₂ = 0.25。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 10/(s + 4)G₂ = 4/(s + 6)H₁ = 0.5H₂ = 0.25
T(0) =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 68/(s² + 11s + 68),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 68/(s² + 11s + 68)
σ =
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 5))。求使阶跃响应有 5 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 5))%OS = 5 %
K =
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 56 下运行,L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))。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 + 4)(s + 10))K = 56
m =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/((s + 3)(s + 9)) 的根轨迹。求分离点 sb 处的增益 K,此时两个闭环极点在实轴上相遇。
L(s) = K/((s + 3)(s + 9))
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 5 + 4t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 20/(s(s + 4)(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20/(s(s + 4)(s + 5))r(t) = 5 + 4t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PI 控制器 C(s) = Kp + Ki/s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 5/(s + 4)。闭环必须满足 ωₙ = 4 rad/s 和 ζ = 0.7。求比例增益 Kp。
G(s) = 5/(s + 4)ωₙ = 4 rad/sζ = 0.7
Kp =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 22 kΩ, C = 1 nF。输入为1.4 kHz的正弦信号。 求增益 |H| = |vout/vin|,以 dB 表示。
R = 22 kΩC = 1 nFf = 1.4 kHz
|H| = 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) = 64/(s(s + 2)(s + 8))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 64/(s(s + 2)(s + 8))
GM = dB