1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (4s + 35)/(s² + 14s + 48)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−6t + B·e−8t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (4s + 35)/(s² + 14s + 48)
A =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 10y′ + 24y = 0,初始条件 y(0) = 1,y′(0) = 11,并求 y(0.1)。
y″ + 10y′ + 24y = 0y(0) = 1y′(0) = 11t = 0.1 s
y(0.1) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 7/(s + 6) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 2。 求闭环的时间常数 τ。
G(s) = 7/(s + 6)H = 2
τ = s
4.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 6/(s + 2),G₂ = 9/(s + 7),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 2,外部有负反馈 H₂ = 0.25。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 6/(s + 2)G₂ = 9/(s + 7)H₁ = 2H₂ = 0.25
T(0) =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 18/(s² + 2s + 6),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 18/(s² + 2s + 6)
%OS = %
6.阶跃响应困难
质量 m = 2 kg 的物体挂在弹簧 k = 2000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 51 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 = 5 N。 求最大位移 xmax,单位 mm。
m = 2 kgk = 2000 N/mc = 51 N·s/mF = 5 N
xmax = mm
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 5)/((s − 4)(s + 2)) 在 s = 4 处有一个不稳定极点。用比例增益 K 围绕它构成单位负反馈回路。求使闭环稳定的最小增益 Kmin。
G(s) = (s + 5)/((s − 4)(s + 2))
Kmin =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
某单位负反馈回路的 L(s) = K(s + 10)/(s(s + 5)(s + 2))。求根轨迹渐近线与实轴的交点 σa。
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 5)(s + 2))
σa =
9.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 2·t²/2 加到 G(s) = 20(s + 1)/(s²(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20(s + 1)/(s²(s + 5))r(t) = 2·t²/2
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) = 5/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 6 rad/s 和 ζ = 0.6。求比例增益 Kp。
G(s) = 5/(s + 1)ωₙ = 6 rad/sζ = 0.6
Kp =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 1 kΩ, C = 100 nF。输入为4.8 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 1 kΩC = 100 nFf = 4.8 kHz
φ = °
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) = 42/(s(s + 4))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 42/(s(s + 4))
PM = °