1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 60/(s(s + 3)(s + 4)) 对应的 f(t),并计算 f(0.1)。
F(s) = 60/(s(s + 3)(s + 4))t = 0.1 s
f(0.1) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 4y′ + 5y = u′ + 17u 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 = 0.4 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(0.4)。
y″ + 4y′ + 5y = u′ + 17ut = 0.4 s
g(0.4) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 6(s + 2)/((s + 1)(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) = 6(s + 2)/((s + 1)(s + 5))R = 2
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) = 9/(s + 2)。在 R = 0 时,大小为 0.5 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.45 的最小增益 K。
G(s) = 9/(s + 2)D = 0.5css ≤ 0.45
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 42/(s² + 3s + 14),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 42/(s² + 3s + 14)
%OS = %
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
图中的回路的开环传递函数为 L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5))。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 + 5))
ω = rad/s
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 + 3)(s + 6)),求使闭环极点位于 s = −1.5 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6))s = −1.5
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 2.5/(0.5s + 1) 由比例增益 K = 1 在单位负反馈回路中控制。求阶跃输入的稳态误差 ess,以阶跃大小的百分数表示。
G(s) = 2.5/(0.5s + 1)K = 1
ess = %
10.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 20 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 1/(s(s + 4))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.8 的微分增益 Kd。
G(s) = 1/(s(s + 4))Kp = 20ζ = 0.8
Kd = s
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 2(s + 11)/(s(s + 4)) 在 ω = 15 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 2(s + 11)/(s(s + 4))ω = 15 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) = 132/(s(s + 5)(s + 6))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 132/(s(s + 5)(s + 6))
ω180 = rad/s