1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (6s + 33)/(s² + 12s + 35)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−5t + B·e−7t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (6s + 33)/(s² + 12s + 35)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 5y′ + 4y = 8·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 10(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.25)。
y″ + 5y′ + 4y = 8·u(t)u(t) = 10y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.25 s
y(0.25) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 12(s + 9)/((s + 2)(s + 8))。在参考输入处施加大小为 2 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 12(s + 9)/((s + 2)(s + 8))R = 2
ess =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = K/(s(s + 6)(s + 10)) 放在单位负反馈回路中。 在最大稳定增益时回路发生振荡。求振荡频率 ω,单位 rad/s。
G(s) = K/(s(s + 6)(s + 10))单位负反馈
ω = rad/s
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 15/(s² + 5s + 15),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 15/(s² + 5s + 15)
tp = s
6.阶跃响应困难
一个没有零点的二阶系统,其阶跃响应必须有 2 % 的超调量。求阻尼比 ζ。
%OS = 2 %
ζ =
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路采用负反馈,L(s) = 1560/(s(s + 3)(s + 10))。有多少个闭环极点 N 位于右半平面?
L(s) = 1560/(s(s + 3)(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 = 0.4 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 8))ζ = 0.4
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 10 + 4t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 4(s + 3)/(s(s + 2)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 4(s + 3)/(s(s + 2))r(t) = 10 + 4t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PI 控制器 C(s) = 2 + 1/s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 20/((s + 1)(s + 4))。求斜坡输入 r(t) = 2t 的稳态误差 ess。
C(s) = 2 + 1/sG(s) = 20/((s + 1)(s + 4))r(t) = 2t
ess =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 144/((s + 4)(s + 6)) 在 ω = 10 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 144/((s + 4)(s + 6))ω = 10 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) = 102/(s(s + 4)(s + 5))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 102/(s(s + 4)(s + 5))
GM = dB