1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 50/(s(s + 4)(s + 5)) 对应的 f(t),并计算 f(0.3)。
F(s) = 50/(s(s + 4)(s + 5))t = 0.3 s
f(0.3) =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 9y′ + 18y = 0,初始条件 y(0) = 4,y′(0) = −3,并求 y(0.25)。
y″ + 9y′ + 18y = 0y(0) = 4y′(0) = −3t = 0.25 s
y(0.25) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = K/((s + 1)(s + 2)) 放在单位负反馈回路中。求使闭环处于临界阻尼(两个相等的实极点)的增益 K。
G(s) = K/((s + 1)(s + 2))单位负反馈
K =
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) = 10/(s + 3)。在 R = 0 时,大小为 10 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 6.667 的最小增益 K。
G(s) = 10/(s + 3)D = 10css ≤ 6.667
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 142/(s² + 9s + 71),输入为单位阶跃。 求阻尼比 ζ。
G(s) = 142/(s² + 9s + 71)
ζ =
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = 285/(s(s + 10))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 285/(s(s + 10))
ts = s
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 88 下运行,L(s) = K/(s(s + 3)(s + 8))。在闭环变得不稳定之前,增益最多可以提高到原来的多少倍 m?
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 8))K = 88
m =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 4)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −1 之间离开实轴。求分离点 sb。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 4))
sb =
9.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 2/(2s + 1) 由比例增益 K = 2 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/(2s + 1)K = 2
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 + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 2 rad/s 和 ζ = 1。求比例增益 Kp。
G(s) = 4/(s + 1)ωₙ = 2 rad/sζ = 1
Kp =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 1 kΩ, C = 47 nF。输入为1.7 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 1 kΩC = 47 nFf = 1.7 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) = 19/(s(s + 5))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 19/(s(s + 5))
PM = °