1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 25/(s(s + 3)(s + 4)) 对应的 f(t),并计算 f(0.2)。
F(s) = 25/(s(s + 3)(s + 4))t = 0.2 s
f(0.2) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 2y′ + 2y = 4u′ + 5u 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 = 1.5 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(1.5)。
y″ + 2y′ + 2y = 4u′ + 5ut = 1.5 s
g(1.5) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = K/((s + 8)(s + 9)) 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 + 8)(s + 9))单位负反馈
K =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = 52/(s(s + 8)) 放在传感器增益为 H = 1 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的实部 σ。
G(s) = 52/(s(s + 8))H = 1
σ =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 31/(s² + 3s + 31),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 31/(s² + 3s + 31)
σ =
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = 290/(s(s + 10))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 290/(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 = 13.75 下运行,L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10))。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 + 1)(s + 10))K = 13.75
m =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/((s + 3)(s + 11)) 的根轨迹。求分离点 sb 处的增益 K,此时两个闭环极点在实轴上相遇。
L(s) = K/((s + 3)(s + 11))
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 5 + 0.5t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 20(s + 4)/(s(s + 4)(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20(s + 4)/(s(s + 4)(s + 5))r(t) = 5 + 0.5t
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) = 5/(s + 5)。闭环必须满足 ωₙ = 10 rad/s 和 ζ = 0.8。求比例增益 Kp。
G(s) = 5/(s + 5)ωₙ = 10 rad/sζ = 0.8
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17 kHz的正弦信号。 求增益 |H| = |vout/vin|,以 dB 表示。
R = 1 kΩC = 47 nFf = 17 kHz
|H| = 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) = 272/(s(s + 4)(s + 8))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 272/(s(s + 4)(s + 8))
ω180 = rad/s