1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (4s + 15)/(s² + 7s + 12)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−3t + B·e−4t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (4s + 15)/(s² + 7s + 12)
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) = 2(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.1)。
y″ + 11y′ + 30y = 90·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) = 5/(s + 5) 带有一个增益为 H₁ = 1 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 17 和一个外部单位负反馈回路构成闭环系统。 求闭环直流增益 T(0)。
G(s) = 5/(s + 5)H₁ = 1K = 17
T(0) =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = K/(s(s + 1)(s + 10)) 放在单位负反馈回路中。 在最大稳定增益时回路发生振荡。求振荡频率 ω,单位 rad/s。
G(s) = K/(s(s + 1)(s + 10))单位负反馈
ω = rad/s
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 47/(s² + 10s + 94),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 47/(s² + 10s + 94)
%OS = %
6.阶跃响应困难
质量 m = 8 kg 的物体挂在弹簧 k = 500 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 38 N·s/m(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。在静止平衡状态下,突然施加恒力 F = 10 N。 求位移的百分比超调量 %OS。
m = 8 kgk = 500 N/mc = 38 N·s/mF = 10 N
%OS = %
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路的开环传递函数为 L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5))。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 6)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −1 之间离开实轴。求分离点 sb。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 6))
sb =
9.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 1t 加到 G(s) = 5/(s(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 5/(s(s + 5))r(t) = 1t
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 + 8))。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 4/(s(s + 8))K = 25
%OS = %
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 25(s + 15)/(s(s + 8)) 在 ω = 8 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 25(s + 15)/(s(s + 8))ω = 8 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) = 300/(s(s + 20))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 300/(s(s + 20))
ωc = rad/s