1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (5s + 30)/(s² + 6s + 18) 对应的 f(t),并计算 f(0.4)。
F(s) = (5s + 30)/(s² + 6s + 18)t = 0.4 s
f(0.4) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 11y′ + 30y = 60·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 10(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.2)。
y″ + 11y′ + 30y = 60·u(t)u(t) = 10y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.2 s
y(0.2) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 22/(s(s + 9))。参考输入是斜坡 r(t) = 5·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 22/(s(s + 9))r(t) = 5·t
ess =
4.方框图困难
比例控制器 K = 15 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 4/(s + 6)。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 1 的参考阶跃和大小为 1 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 15G(s) = 4/(s + 6)D = 1R = 1
css =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 255/(s² + 8s + 85),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 255/(s² + 8s + 85)
σ =
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 80 Ω,L = 10 mH,C = 1 µF,在 t = 0 时接到 10 V 的阶跃上。电容未充电,阶跃之前没有电流。 求电压第一个峰值出现的时间 tp,单位 ms。
R = 80 ΩL = 10 mHC = 1 µFV = 10 V
tp = ms
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路采用负反馈,L(s) = 120/(s(s + 2)(s + 3))。有多少个闭环极点 N 位于右半平面?
L(s) = 120/(s(s + 2)(s + 3))
N =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 11)/(s(s + 6)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −6 之间离开实轴,绕一圈后在零点左侧再次汇入实轴。求分离点 sb。
L(s) = K(s + 11)/(s(s + 6))
sb =
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 + 1)),必须以 0.01 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 2t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 1))r(t) = 2tess = 0.01
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) = 1/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 3 rad/s 和 ζ = 0.7。求积分增益 Ki。
G(s) = 1/(s + 1)ωₙ = 3 rad/sζ = 0.7
Ki =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 2.2 kΩ, C = 1 nF。输入为18 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 2.2 kΩC = 1 nFf = 18 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) = 224/(s(s + 8))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 224/(s(s + 8))
ωc = rad/s