1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (3s + 25)/(s² + 13s + 42)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−6t + B·e−7t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (3s + 25)/(s² + 13s + 42)
A =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 7y′ + 10y = 0,初始条件 y(0) = 8,y′(0) = 1,并求 y(0.4)。
y″ + 7y′ + 10y = 0y(0) = 8y′(0) = 1t = 0.4 s
y(0.4) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 3(s + 7)/((s + 1)(s + 8))。在参考输入处施加大小为 2 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 3(s + 7)/((s + 1)(s + 8))R = 2
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 0.5 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.003 的最小增益 K。
G(s) = 3/(s + 5)D = 0.5css ≤ 0.003
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 86/(s² + 2s + 43),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 86/(s² + 2s + 43)
tp = s
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 21 Ω,L = 500 mH,C = 47 µF,在 t = 0 时接到 24 V 的阶跃上。电容未充电,阶跃之前没有电流。 求电容电压的峰值 vC,max。
R = 21 ΩL = 500 mHC = 47 µFV = 24 V
vC,max = V
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路的开环传递函数为 L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已画出 L(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 5)) 的根轨迹。求轨迹与虚轴相交处的频率 ω。
L(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 5))
ω = rad/s
9.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 2.5/(5s + 1) 由比例增益 K = 9 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) = 2.5/(5s + 1)K = 9
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) = 4/(s + 4)。闭环必须满足 ωₙ = 6 rad/s 和 ζ = 0.6。求比例增益 Kp。
G(s) = 4/(s + 4)ωₙ = 6 rad/sζ = 0.6
Kp =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 2.2 kΩ, C = 22 nF。输入为6.6 kHz的正弦信号。 求增益 |H| = |vout/vin|,以 dB 表示。
R = 2.2 kΩC = 22 nFf = 6.6 kHz
|H| = 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) = 156/(s(s + 8))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 156/(s(s + 8))
PM = °