1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (4s + 34)/(s² + 6s + 10) 对应的 f(t),并计算 f(0.4)。
F(s) = (4s + 34)/(s² + 6s + 10)t = 0.4 s
f(0.4) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 7y′ + 10y = 10·u(t),y(0) = 3,y′(0) = 0。在 t = 0 时施加阶跃输入 u(t) = 4。用拉普拉斯变换求 y(0.2)。
y″ + 7y′ + 10y = 10·u(t)y(0) = 3y′(0) = 0u(t) = 4t = 0.2 s
y(0.2) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = K/(s(s + 2)) 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 + 2))单位负反馈
K =
4.方框图困难
比例控制器 K = 14 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 7/(s + 7)。扰动 D 在被控对象输入处进入(加到控制器输出上)。 令 R = 0,施加大小为 2 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 14G(s) = 7/(s + 7)D = 2R = 0
css =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 45/(s² + 2s + 45),输入为单位阶跃。 求固有频率 ωn,单位 rad/s。
G(s) = 45/(s² + 2s + 45)
ωn = rad/s
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 13 Ω,L = 200 mH,C = 47 µF,在 t = 0 时接到 24 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 = 13 ΩL = 200 mHC = 47 µFV = 24 V
%OS = %
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 32 下运行,L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))。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 + 2)(s + 8))K = 32
m =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已画出 L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 5)) 的根轨迹。求轨迹与虚轴相交处的频率 ω。
L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 5))
ω = rad/s
9.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 5/(10s + 1) 由比例增益 K = 9 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/(10s + 1)K = 9
ess = %
10.稳态误差与 PID 控制困难
PI 控制器 C(s) = 5 + 0.5/s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/((s + 2)(s + 4))。求斜坡输入 r(t) = 2t 的稳态误差 ess。
C(s) = 5 + 0.5/sG(s) = 10/((s + 2)(s + 4))r(t) = 2t
ess =
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 = 10 Ω 两端,其中 L = 5 mH,C = 0.22 µF。 求 −3 dB 带宽 BW,单位为 Hz。
R = 10 ΩL = 5 mHC = 0.22 µF
BW = 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) = 172/(s(s + 6)(s + 7))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 172/(s(s + 6)(s + 7))
ω180 = rad/s