1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (6s + 20)/(s² + 8s + 15)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−3t + B·e−5t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (6s + 20)/(s² + 8s + 15)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 2y′ + 5y = 3u′ + 18u 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 = 0.1 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(0.1)。
y″ + 2y′ + 5y = 3u′ + 18ut = 0.1 s
g(0.1) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 19/(s + 10) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.2。 求闭环的时间常数 τ。
G(s) = 19/(s + 10)H = 0.2
τ = s
4.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 12/(s + 5),G₂ = 10/(s + 2),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 0.5,外部有负反馈 H₂ = 0.1。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 12/(s + 5)G₂ = 10/(s + 2)H₁ = 0.5H₂ = 0.1
T(0) =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 102/(s² + 7s + 34),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 102/(s² + 7s + 34)
tp = s
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = 60/(s(s + 8))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 60/(s(s + 8))
ts = 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 + 2)(s + 4)(s + 5)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 5))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/((s + 5)(s + 9)) 的根轨迹。求分离点 sb 处的增益 K,此时两个闭环极点在实轴上相遇。
L(s) = K/((s + 5)(s + 9))
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 4·t²/2 加到 G(s) = 20(s + 2)/(s²(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20(s + 2)/(s²(s + 5))r(t) = 4·t²/2
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 1 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 4/(s(s + 2))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 4/(s(s + 2))K = 1
ts = s
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 34(s + 1)/(s(s + 14)) 在 ω = 2 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 34(s + 1)/(s(s + 14))ω = 2 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) = 5/(s(s + 5))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 5/(s(s + 5))
ωc = rad/s