1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (4s + 26)/(s² + 9s + 18)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−3t + B·e−6t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (4s + 26)/(s² + 9s + 18)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 7y′ + 6y = 24·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 5(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(1.2)。
y″ + 7y′ + 6y = 24·u(t)u(t) = 5y(0) = 0, y′(0) = 0t = 1.2 s
y(1.2) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 4(s + 1)/((s + 2)(s + 5))。在参考输入处施加大小为 10 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 4(s + 1)/((s + 2)(s + 5))R = 10
ess =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 7)) 放在单位负反馈回路中。 在最大稳定增益时回路发生振荡。求振荡频率 ω,单位 rad/s。
G(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 7))单位负反馈
ω = rad/s
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 210/(s² + 10s + 70),输入为单位阶跃。 求固有频率 ωn,单位 rad/s。
G(s) = 210/(s² + 10s + 70)
ωn = rad/s
6.阶跃响应困难
质量 m = 4 kg 的物体挂在弹簧 k = 800 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 57 N·s/m(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。在静止平衡状态下,突然施加恒力 F = 50 N。 求位移的百分比超调量 %OS。
m = 4 kgk = 800 N/mc = 57 N·s/mF = 50 N
%OS = %
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 + 5))。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5))
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 + 5)(s + 6)) 的根轨迹。求轨迹与虚轴相交处的频率 ω。
L(s) = K/((s + 3)(s + 5)(s + 6))
ω = rad/s
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 = 20 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 = 20
ess = %
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 10 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 2/(s(s + 5))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 2/(s(s + 5))K = 10
ts = s
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 216/((s + 4)(s + 18)) 在 ω = 3 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 216/((s + 4)(s + 18))ω = 3 rad/s
|G(jω)| = 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) = 840/(s(s + 20))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 840/(s(s + 20))
PM = °