1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (3s + 33)/(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 + 33)/(s² + 7s + 6)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 5y′ + 4y = 3u′ + 20u 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 = 0.3 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(0.3)。
y″ + 5y′ + 4y = 3u′ + 20ut = 0.3 s
g(0.3) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = K/(s(s + 12)) 放在单位负反馈回路中。求使闭环处于临界阻尼(两个相等的实极点)的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 12))单位负反馈
K =
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 + 9)。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 0.02222 的最小增益 K。
G(s) = 4/(s + 9)D = 1css ≤ 0.02222
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 12/(s² + s + 6),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 12/(s² + s + 6)
σ =
6.阶跃响应困难
一个没有零点的二阶系统,其阶跃响应必须有 12 % 的超调量。求阻尼比 ζ。
%OS = 12 %
ζ =
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
某单位负反馈回路的 L(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 6)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 6))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 8)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −3 之间离开实轴。求分离点 sb。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 8))
sb =
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 + 10)),必须以 0.05 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 2t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 10))r(t) = 2tess = 0.05
K =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 8 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 1/(s(s + 4))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 1/(s(s + 4))K = 8
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 = 5 Ω 两端,其中 L = 2 mH,C = 0.1 µF。 求中心(谐振)频率 f0,单位为 Hz。
R = 5 ΩL = 2 mHC = 0.1 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) = 120/(s(s + 7)(s + 10))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 120/(s(s + 7)(s + 10))
GM = dB