1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 10/(s(s + 4)(s + 6)) 对应的 f(t),并计算 f(0.1)。
F(s) = 10/(s(s + 4)(s + 6))t = 0.1 s
f(0.1) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 6y′ + 10y = 3u′ + 10u 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 = 0.5 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(0.5)。
y″ + 6y′ + 10y = 3u′ + 10ut = 0.5 s
g(0.5) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = K/(s(s + 19)) 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(s + 19))单位负反馈
K =
4.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 17/(s + 3),G₂ = 5/(s + 8),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 0.5,外部有负反馈 H₂ = 0.2。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 17/(s + 3)G₂ = 5/(s + 8)H₁ = 0.5H₂ = 0.2
T(0) =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 21/(s² + 4s + 42),输入为单位阶跃。 求固有频率 ωn,单位 rad/s。
G(s) = 21/(s² + 4s + 42)
ωn = rad/s
6.阶跃响应困难
质量 m = 8 kg 的物体挂在弹簧 k = 5000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 200 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 = 20 N。 求阻尼比 ζ。
m = 8 kgk = 5000 N/mc = 200 N·s/mF = 20 N
ζ =
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路采用正反馈,L(s) = 50/(s(s + 1)(s + 10))。有多少个闭环极点 N 位于右半平面?
L(s) = 50/(s(s + 1)(s + 10))
N =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/(s(s + 8)) 的根轨迹。求使闭环极点的阻尼比为 ζ = 0.6 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 8))ζ = 0.6
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
某单位负反馈回路的 G(s) = K/((s + 1)(s + 10))。求使阶跃输入的稳态误差为 25 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 1)(s + 10))ess = 25 %
K =
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) = 5/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 6 rad/s 和 ζ = 0.6。求比例增益 Kp。
G(s) = 5/(s + 1)ωₙ = 6 rad/sζ = 0.6
Kp =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 120/((s + 2)(s + 5)) 在 ω = 3 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 120/((s + 2)(s + 5))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) = 48/(s(s + 3)(s + 5))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 48/(s(s + 3)(s + 5))
GM = dB