1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 10/(s(s + 3)(s + 4)) 对应的 f(t),并计算 f(0.1)。
F(s) = 10/(s(s + 3)(s + 4))t = 0.1 s
f(0.1) =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 11y′ + 30y = 0,初始条件 y(0) = 8,y′(0) = −14,并求 y(0.2)。
y″ + 11y′ + 30y = 0y(0) = 8y′(0) = −14t = 0.2 s
y(0.2) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 16/(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) = 16/(s + 5)H = 0.25
τ = s
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) = 10/(s + 9)。在 R = 0 时,大小为 10 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 1.111 的最小增益 K。
G(s) = 10/(s + 9)D = 10css ≤ 1.111
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 30/(s² + 5s + 60),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 30/(s² + 5s + 60)
%OS = %
6.阶跃响应困难
一个没有零点的二阶系统,其阶跃响应显示出 20 % 的超调量,第一个峰出现在 t = 1 s。求固有频率 ωn。
%OS = 20 %tp = 1 s
ωn = rad/s
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 2)/((s − 1)(s + 1)) 在 s = 1 处有一个不稳定极点。用比例增益 K 围绕它构成单位负反馈回路。求使闭环稳定的最小增益 Kmin。
G(s) = (s + 2)/((s − 1)(s + 1))
Kmin =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于 L(s) = K/((s + 6)(s² + 4s + 13)),求根轨迹从上半平面复极点出发的出射角 θd,从正实轴量起。
L(s) = K/((s + 6)(s² + 4s + 13))
θd = °
9.稳态误差与 PID 控制中等
某单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 2)),必须以 0.2 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 10t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 2))r(t) = 10tess = 0.2
K =
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) = 2/(s + 5)。闭环必须满足 ωₙ = 6 rad/s 和 ζ = 0.5。求比例增益 Kp。
G(s) = 2/(s + 5)ωₙ = 6 rad/sζ = 0.5
Kp =
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 = 2.2 nF。输入为62 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 4.7 kΩC = 2.2 nFf = 62 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) = 574/(s(s + 6)(s + 9))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 574/(s(s + 6)(s + 9))
GM = dB