1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (2s + 31)/(s² + 7s + 6)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−t + B·e−6t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (2s + 31)/(s² + 7s + 6)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 8y′ + 15y = 45·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(0.25)。
y″ + 8y′ + 15y = 45·u(t)y(0) = 3y′(0) = 0u(t) = 4t = 0.25 s
y(0.25) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 1/(s + 2) 带有一个增益为 H₁ = 4 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 6 和一个外部单位负反馈回路构成闭环系统。 求闭环极点 p。
G(s) = 1/(s + 2)H₁ = 4K = 6
p =
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 5 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.3 的最小增益 K。
G(s) = 3/(s + 5)D = 5css ≤ 0.3
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 7.5/(s² + s + 15),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 7.5/(s² + s + 15)
tp = s
6.阶跃响应困难
一个没有零点的二阶系统,其阶跃响应显示出 5 % 的超调量,第一个峰出现在 t = 0.5 s。求固有频率 ωn。
%OS = 5 %tp = 0.5 s
ωn = rad/s
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 1)/((s − 4)(s + 1)) 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 + 1)/((s − 4)(s + 1))
Kmin =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于回路 L(s) = K/(s(s + 3)(s + 10)),求使闭环极点位于 s = −2 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 10))s = −2
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 5t 加到 G(s) = 50(s + 4)/(s(s + 1)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 50(s + 4)/(s(s + 1))r(t) = 5t
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 + 6))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 4/(s(s + 6))K = 25
ts = s
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 = 50 Ω 两端,其中 L = 100 mH,C = 0.22 µF。 求 −3 dB 带宽 BW,单位为 Hz。
R = 50 ΩL = 100 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) = 48/(s(s + 2)(s + 6))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 48/(s(s + 2)(s + 6))
GM = dB