1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (3s + 13)/(s² + 2s + 37) 对应的 f(t),并计算 f(0.8)。
F(s) = (3s + 13)/(s² + 2s + 37)t = 0.8 s
f(0.8) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 11y′ + 30y = 120·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 1(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.2)。
y″ + 11y′ + 30y = 120·u(t)u(t) = 1y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.2 s
y(0.2) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 32/(s(s + 3))。参考输入是斜坡 r(t) = 10·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 32/(s(s + 3))r(t) = 10·t
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) = 4/(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) = 4/(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) = 124/(s² + 6s + 62),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 124/(s² + 6s + 62)
tp = s
6.阶跃响应困难
质量 m = 4 kg 的物体挂在弹簧 k = 1000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 38 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 = 50 N。 求最大位移 xmax,单位 mm。
m = 4 kgk = 1000 N/mc = 38 N·s/mF = 50 N
xmax = mm
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 + 8)(s + 10))。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于回路 L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8)),求使闭环极点位于 s = −1 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))s = −1
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 1t 加到 G(s) = 4(s + 3)/(s(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 4(s + 3)/(s(s + 10))r(t) = 1t
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) = 1/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 10 rad/s 和 ζ = 0.8。求积分增益 Ki。
G(s) = 1/(s + 1)ωₙ = 10 rad/sζ = 0.8
Ki =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 14(s + 10)/(s(s + 1)) 在 ω = 0.5 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 14(s + 10)/(s(s + 1))ω = 0.5 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 332/(s(s + 4)(s + 9))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 332/(s(s + 4)(s + 9))
ω180 = rad/s