1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = 16/(s² + 4s + 5) 对应的 f(t),并计算 f(0.6)。
F(s) = 16/(s² + 4s + 5)t = 0.6 s
f(0.6) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 5y′ + 4y = 4·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(0.3)。
y″ + 5y′ + 4y = 4·u(t)u(t) = 5y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.3 s
y(0.3) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 20/(s(s + 9))。参考输入是斜坡 r(t) = 10·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 20/(s(s + 9))r(t) = 10·t
ess =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = 42/(s(s + 3)) 放在传感器增益为 H = 0.5 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的实部 σ。
G(s) = 42/(s(s + 3))H = 0.5
σ =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 48/(s² + 3s + 48),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 48/(s² + 3s + 48)
%OS = %
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 114 Ω,L = 200 mH,C = 22 µF,在 t = 0 时接到 24 V 的阶跃上。电容未充电,阶跃之前没有电流。 求电容电压的百分比超调量 %OS。
R = 114 ΩL = 200 mHC = 22 µFV = 24 V
%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 + 6))。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 + 6))
ω = rad/s
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于 L(s) = K/((s + 3)(s² + 2s + 17)),求根轨迹从上半平面复极点出发的出射角 θd,从正实轴量起。
L(s) = K/((s + 3)(s² + 2s + 17))
θd = °
9.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 5·t²/2 加到 G(s) = 4(s + 3)/(s²(s + 1)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 4(s + 3)/(s²(s + 1))r(t) = 5·t²/2
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) = 1/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 5 rad/s 和 ζ = 0.6。求积分增益 Ki。
G(s) = 1/(s + 1)ωₙ = 5 rad/sζ = 0.6
Ki =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 23(s + 2)/(s(s + 12)) 在 ω = 8 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 23(s + 2)/(s(s + 12))ω = 8 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) = 594/(s(s + 7)(s + 8))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 594/(s(s + 7)(s + 8))
GM = dB