1.拉普拉斯变换中等
F(s) = 35/(s² + 9s + 8)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−t + B·e−8t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = 35/(s² + 9s + 8)
A =
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) = 6,y′(0) = −2,并求 y(0.25)。
y″ + 9y′ + 18y = 0y(0) = 6y′(0) = −2t = 0.25 s
y(0.25) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = K/((s + 4)(s + 8)) 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 + 4)(s + 8))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) = 3/(s + 3)。在 R = 0 时,大小为 2 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.1 的最小增益 K。
G(s) = 3/(s + 3)D = 2css ≤ 0.1
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 96/(s² + 6s + 48),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 96/(s² + 6s + 48)
σ =
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 10 Ω,L = 10 mH,C = 100 µF,在 t = 0 时接到 5 V 的阶跃上。电容未充电,阶跃之前没有电流。 求无阻尼固有频率 ωn,单位 rad/s。
R = 10 ΩL = 10 mHC = 100 µFV = 5 V
ωn = rad/s
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 + 2)(s + 4))。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 4))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
某单位负反馈回路的 L(s) = K(s + 6)/(s(s + 2)(s + 8))。求根轨迹渐近线与实轴的交点 σa。
L(s) = K(s + 6)/(s(s + 2)(s + 8))
σa =
9.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 10 + 3t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 5(s + 4)/(s(s + 2)(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 5(s + 4)/(s(s + 2)(s + 5))r(t) = 10 + 3t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 5 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 1/(s(s + 3))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.8 的微分增益 Kd。
G(s) = 1/(s(s + 3))Kp = 5ζ = 0.8
Kd = s
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 17(s + 17)/(s(s + 1)) 在 ω = 4 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 17(s + 17)/(s(s + 1))ω = 4 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) = 216/(s(s + 8))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 216/(s(s + 8))
ωc = rad/s