1.拉普拉斯变换中等
求 F(s) = (5s + 35)/(s² + 2s + 1) 对应的 f(t),并计算 f(0.4)。
F(s) = (5s + 35)/(s² + 2s + 1)t = 0.4 s
f(0.4) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 10y′ + 24y = 96·u(t),y(0) = 5,y′(0) = 0。在 t = 0 时施加阶跃输入 u(t) = 2。用拉普拉斯变换求 y(0.2)。
y″ + 10y′ + 24y = 96·u(t)y(0) = 5y′(0) = 0u(t) = 2t = 0.2 s
y(0.2) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 18/(s + 9) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.1。 求闭环的时间常数 τ。
G(s) = 18/(s + 9)H = 0.1
τ = s
4.方框图困难
比例控制器 K = 24 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 4/(s + 1)。扰动 D 在被控对象输入处进入(加到控制器输出上)。 同时施加大小为 10 的参考阶跃和大小为 1 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 24G(s) = 4/(s + 1)D = 1R = 10
css =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 48/(s² + 16s + 96),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 48/(s² + 16s + 96)
σ =
6.阶跃响应困难
一个没有零点的二阶系统,其阶跃响应必须有 5 % 的超调量。求阻尼比 ζ。
%OS = 5 %
ζ =
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 81 下运行,L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6))。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 + 3)(s + 6))K = 81
m =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/(s(s + 4)) 的根轨迹。求使闭环极点的阻尼比为 ζ = 0.8 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 4))ζ = 0.8
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 0.5/(5s + 1) 由比例增益 K = 19 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) = 0.5/(5s + 1)K = 19
ess = %
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 16 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 2/(s(s + 5))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 2/(s(s + 5))K = 16
ts = s
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 41(s + 12)/(s(s + 6)) 在 ω = 30 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 41(s + 12)/(s(s + 6))ω = 30 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) = K/(s(s + 4)(s + 6))。 求给出 5 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6))GM = 5 dB
K =