1.拉普拉斯变换中等
求 F(s) = (2s + 39)/(s² + 4s + 4) 对应的 f(t),并计算 f(1)。
F(s) = (2s + 39)/(s² + 4s + 4)t = 1 s
f(1) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 5y′ + 4y = 8·u(t),y(0) = 4,y′(0) = 0。在 t = 0 时施加阶跃输入 u(t) = 1。用拉普拉斯变换求 y(0.3)。
y″ + 5y′ + 4y = 8·u(t)y(0) = 4y′(0) = 0u(t) = 1t = 0.3 s
y(0.3) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 4(s + 2)/((s + 5)(s + 6))。在参考输入处施加大小为 1 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 4(s + 2)/((s + 5)(s + 6))R = 1
ess =
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) = 3/(s + 5)。在 R = 0 时,大小为 1 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.012 的最小增益 K。
G(s) = 3/(s + 5)D = 1css ≤ 0.012
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 92/(s² + 11s + 92),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 92/(s² + 11s + 92)
σ =
6.阶跃响应困难
质量 m = 2 kg 的物体挂在弹簧 k = 500 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 9 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 = 25 N。 求阻尼比 ζ。
m = 2 kgk = 500 N/mc = 9 N·s/mF = 25 N
ζ =
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 10)/((s − 3)(s + 3)) 在 s = 3 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 + 10)/((s − 3)(s + 3))
Kmin =
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 + 5)) 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 + 5))
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(s + 5)),必须以 0.2 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 5t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 5))r(t) = 5tess = 0.2
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) = 2/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 3 rad/s 和 ζ = 1。求积分增益 Ki。
G(s) = 2/(s + 1)ωₙ = 3 rad/sζ = 1
Ki =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 408/((s + 12)(s + 17)) 在 ω = 2 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 408/((s + 12)(s + 17))ω = 2 rad/s
|G(jω)| = 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) = 314/(s(s + 4)(s + 10))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 314/(s(s + 4)(s + 10))
GM = dB