1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 30/(s(s + 1)(s + 2)) 对应的 f(t),并计算 f(0.6)。
F(s) = 30/(s(s + 1)(s + 2))t = 0.6 s
f(0.6) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 8y′ + 15y = 45·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 10(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.3)。
y″ + 8y′ + 15y = 45·u(t)u(t) = 10y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.3 s
y(0.3) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 8(s + 7)/((s + 2)(s + 5))。在参考输入处施加大小为 1 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 8(s + 7)/((s + 2)(s + 5))R = 1
ess =
4.方框图困难
比例控制器 K 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 8/(s + 3)。在 R = 0 时,大小为 1 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.02667 的最小增益 K。
G(s) = 8/(s + 3)D = 1css ≤ 0.02667
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 70/(s² + 5s + 70),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 70/(s² + 5s + 70)
%OS = %
6.阶跃响应困难
质量 m = 1 kg 的物体挂在弹簧 k = 100 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 6 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 = 25 N。 求位移的百分比超调量 %OS。
m = 1 kgk = 100 N/mc = 6 N·s/mF = 25 N
%OS = %
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 + 6))。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 + 6))
ω = rad/s
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 5)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −2 之间离开实轴。求分离点 sb。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 5))
sb =
9.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 0.5·t²/2 加到 G(s) = 4(s + 3)/(s²(s + 4)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 4(s + 3)/(s²(s + 4))r(t) = 0.5·t²/2
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 16 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 1/(s(s + 2))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 1/(s(s + 2))K = 16
ts = s
11.伯德图与裕度中等
在图中所示的串联 RLC 带通滤波器中,输出取自 R = 10 Ω 两端,其中 L = 50 mH,C = 2.2 µF。 求 −3 dB 带宽 BW,单位为 Hz。
R = 10 ΩL = 50 mHC = 2.2 µF
BW = Hz
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) = 6.5/(s(s + 1))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 6.5/(s(s + 1))
ωc = rad/s