1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (s + 4)/(s² + 11s + 24)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−3t + B·e−8t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (s + 4)/(s² + 11s + 24)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 11y′ + 30y = 90·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 1(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.2)。
y″ + 11y′ + 30y = 90·u(t)u(t) = 1y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.2 s
y(0.2) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 4/(s + 3) 带有一个增益为 H₁ = 3 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 16 和一个外部单位负反馈回路构成闭环系统。 求闭环极点 p。
G(s) = 4/(s + 3)H₁ = 3K = 16
p =
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) = 7/(s + 7)。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 0.05 的最小增益 K。
G(s) = 7/(s + 7)D = 0.5css ≤ 0.05
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 129/(s² + 2s + 43),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 129/(s² + 2s + 43)
%OS = %
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = 60/(s(s + 4))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 60/(s(s + 4))
ts = s
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 22 下运行,L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10))。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 + 1)(s + 10))K = 22
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 + 2)(s + 4)) 的根轨迹。求轨迹与虚轴相交处的频率 ω。
L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 4))
ω = rad/s
9.稳态误差与 PID 控制中等
某单位负反馈回路的 G(s) = K/((s + 1)(s + 2))。求使阶跃输入的稳态误差为 25 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 1)(s + 2))ess = 25 %
K =
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 + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 4 rad/s 和 ζ = 0.6。求积分增益 Ki。
G(s) = 1/(s + 1)ωₙ = 4 rad/sζ = 0.6
Ki =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 22 kΩ, C = 22 nF。输入为660 Hz的正弦信号。 求增益 |H| = |vout/vin|,以 dB 表示。
R = 22 kΩC = 22 nFf = 660 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) = K/(s(s + 4)(s + 10))。 求给出 15 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))GM = 15 dB
K =