1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (3s + 1)/(s² + 7s + 6)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−t + B·e−6t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (3s + 1)/(s² + 7s + 6)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 2y′ + 26y = 2u′ + u 描述,输入为 u(t),输出为 y(t)。求它的传递函数 G(s) = Y(s)/U(s)(零初始条件),并在 t = 0.5 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(0.5)。
y″ + 2y′ + 26y = 2u′ + ut = 0.5 s
g(0.5) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 6(s + 6)/((s + 1)(s + 4))。在参考输入处施加大小为 1 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 6(s + 6)/((s + 1)(s + 4))R = 1
ess =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = K/((s + 1)(s + 5)(s + 7)) 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 + 1)(s + 5)(s + 7))单位负反馈
Kmax =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 162/(s² + 7s + 54),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 162/(s² + 7s + 54)
tp = s
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 25 % 的超调量,第一个峰出现在 t = 0.2 s。求固有频率 ωn。
%OS = 25 %tp = 0.2 s
ωn = rad/s
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 12 下运行,L(s) = K/(s(s + 2)(s + 6))。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 + 2)(s + 6))K = 12
m =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已画出 L(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 5)) 的根轨迹。求轨迹与虚轴相交处的频率 ω。
L(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 5))
ω = rad/s
9.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 3t 加到 G(s) = 20(s + 1)/(s(s + 4)(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20(s + 1)/(s(s + 4)(s + 5))r(t) = 3t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 5 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 5/(s(s + 3))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.707 的微分增益 Kd。
G(s) = 5/(s(s + 3))Kp = 5ζ = 0.707
Kd = 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 = 1 Ω 两端,其中 L = 1 mH,C = 4.7 µF。 求中心(谐振)频率 f0,单位为 Hz。
R = 1 ΩL = 1 mHC = 4.7 µF
f0 = 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) = K/(s(s + 1)(s + 5))。 求给出 5 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5))GM = 5 dB
K =