1.拉普拉斯变换中等
F(s) = 11/(s² + 6s + 8)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−2t + B·e−4t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = 11/(s² + 6s + 8)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 4y′ + 3y = 3·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 5(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.5)。
y″ + 4y′ + 3y = 3·u(t)u(t) = 5y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.5 s
y(0.5) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = K/((s + 3)(s + 9)) 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 + 3)(s + 9))单位负反馈
K =
4.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 19/(s + 2),G₂ = 7/(s + 7),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 2,外部有负反馈 H₂ = 0.5。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 19/(s + 2)G₂ = 7/(s + 7)H₁ = 2H₂ = 0.5
T(0) =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 36.5/(s² + 7s + 73),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 36.5/(s² + 7s + 73)
tp = s
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 46 Ω,L = 10 mH,C = 4.7 µF,在 t = 0 时接到 10 V 的阶跃上。电容未充电,阶跃之前没有电流。 求电容电压的百分比超调量 %OS。
R = 46 ΩL = 10 mHC = 4.7 µFV = 10 V
%OS = %
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 + 2)(s + 3)(s + 5)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 5))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 10)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −5 之间离开实轴。求分离点 sb。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 10))
sb =
9.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 5t 加到 G(s) = 20(s + 3)/(s(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20(s + 3)/(s(s + 5))r(t) = 5t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 25 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 4/(s(s + 4))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 4/(s(s + 4))K = 25
ts = s
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 47 kΩ, C = 22 nF。输入为460 Hz的正弦信号。 求增益 |H| = |vout/vin|,以 dB 表示。
R = 47 kΩC = 22 nFf = 460 Hz
|H| = dB
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) = 2.5/(s(s + 1))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 2.5/(s(s + 1))
ωc = rad/s