1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (5s + 9)/(s² + 13s + 40)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−5t + B·e−8t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (5s + 9)/(s² + 13s + 40)
A =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 5y′ + 4y = 0,初始条件 y(0) = 1,y′(0) = 14,并求 y(0.3)。
y″ + 5y′ + 4y = 0y(0) = 1y′(0) = 14t = 0.3 s
y(0.3) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 60/(s(s + 5))。参考输入是斜坡 r(t) = 1·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 60/(s(s + 5))r(t) = 1·t
ess =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = K/((s + 2)(s + 6)(s + 7)) 放在单位负反馈回路中。 用劳斯–赫尔维茨判据求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
G(s) = K/((s + 2)(s + 6)(s + 7))单位负反馈
Kmax =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 246/(s² + 11s + 82),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 246/(s² + 11s + 82)
%OS = %
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 8 % 的超调量,第一个峰出现在 t = 2 s。求固有频率 ωn。
%OS = 8 %tp = 2 s
ωn = rad/s
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 + 1)(s + 2))。把增益提高到闭环处于稳定边缘。求持续振荡的频率 ω。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 2))
ω = rad/s
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 + 4)(s + 10)),求使闭环极点位于 s = −0.5 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))s = −0.5
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 2.5/(1s + 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/(1s + 1)K = 9
ess = %
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 16 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 4/(s(s + 10))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 4/(s(s + 10))K = 16
ts = s
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 低通滤波器有R = 220 Ω, L = 2.2 mH。输入为3.2 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 220 ΩL = 2.2 mHf = 3.2 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) = K/(s(s + 9)(s + 10))。 求给出 4 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 9)(s + 10))GM = 4 dB
K =