1.拉普拉斯变换中等
求 F(s) = (5s + 8)/(s² + 6s + 9) 对应的 f(t),并计算 f(0.3)。
F(s) = (5s + 8)/(s² + 6s + 9)t = 0.3 s
f(0.3) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 4y′ + 3y = 4u′ + 6u 描述,输入为 u(t),输出为 y(t)。求它的传递函数 G(s) = Y(s)/U(s)(零初始条件),并在 t = 1 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(1)。
y″ + 4y′ + 3y = 4u′ + 6ut = 1 s
g(1) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 4/(s + 4) 带有一个增益为 H₁ = 1 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 2 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) = 4/(s + 4)H₁ = 1K = 2
p =
4.方框图困难
比例控制器 K = 22 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 2/(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 5 的参考阶跃和大小为 2 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 22G(s) = 2/(s + 6)D = 2R = 5
css =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 89/(s² + 9s + 89),输入为单位阶跃。 求固有频率 ωn,单位 rad/s。
G(s) = 89/(s² + 9s + 89)
ωn = rad/s
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 14 Ω,L = 500 mH,C = 100 µF,在 t = 0 时接到 5 V 的阶跃上。电容未充电,阶跃之前没有电流。 求无阻尼固有频率 ωn,单位 rad/s。
R = 14 ΩL = 500 mHC = 100 µFV = 5 V
ωn = rad/s
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
某单位负反馈回路的 L(s) = K(s + 13)/(s(s + 3)(s + 4)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 13)/(s(s + 3)(s + 4))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
某单位负反馈回路的 L(s) = K(s + 2)/(s(s + 10)(s + 5)(s + 4))。求根轨迹渐近线与实轴的交点 σa。
L(s) = K(s + 2)/(s(s + 10)(s + 5)(s + 4))
σa =
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 0.02 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 2t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 5))r(t) = 2tess = 0.02
K =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s(s + 4))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.707 的增益 K。
G(s) = 10/(s(s + 4))ζ = 0.707
K =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 高通滤波器有R = 220 Ω, L = 4.7 mH。输入为22 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 220 ΩL = 4.7 mHf = 22 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) = 440/(s(s + 8))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 440/(s(s + 8))
ωc = rad/s