1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (6s + 7)/(s² + 13s + 42)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−6t + B·e−7t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (6s + 7)/(s² + 13s + 42)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 11y′ + 30y = 75·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 2(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.1)。
y″ + 11y′ + 30y = 75·u(t)u(t) = 2y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.1 s
y(0.1) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 20/(s + 6) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.1。 求闭环的时间常数 τ。
G(s) = 20/(s + 6)H = 0.1
τ = s
4.方框图困难
被控对象 G(s) = 18/(s(s + 2)) 放在传感器增益为 H = 0.5 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的实部 σ。
G(s) = 18/(s(s + 2))H = 0.5
σ =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 138/(s² + 10s + 46),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 138/(s² + 10s + 46)
tp = s
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 19 Ω,L = 100 mH,C = 100 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。 求电压第一个峰值出现的时间 tp,单位 ms。
R = 19 ΩL = 100 mHC = 100 µFV = 10 V
tp = ms
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 + 9)/(s(s + 3)(s + 4)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 9)/(s(s + 3)(s + 4))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于 L(s) = K/((s + 6)(s² + 6s + 18)),求根轨迹从上半平面复极点出发的出射角 θd,从正实轴量起。
L(s) = K/((s + 6)(s² + 6s + 18))
θd = °
9.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 5/(1s + 1) 由比例增益 K = 4 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) = 5/(1s + 1)K = 4
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 + 5)。闭环必须满足 ωₙ = 8 rad/s 和 ζ = 0.6。求积分增益 Ki。
G(s) = 1/(s + 5)ωₙ = 8 rad/sζ = 0.6
Ki =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 25(s + 15)/(s(s + 3)) 在 ω = 2 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 25(s + 15)/(s(s + 3))ω = 2 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) = 12/(s(s + 2)(s + 7))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 12/(s(s + 2)(s + 7))
GM = dB