1.拉普拉斯变换中等
求 F(s) = (2s + 7)/(s² + 8s + 16) 对应的 f(t),并计算 f(0.3)。
F(s) = (2s + 7)/(s² + 8s + 16)t = 0.3 s
f(0.3) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 8y′ + 12y = 24·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 1(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.3)。
y″ + 8y′ + 12y = 24·u(t)u(t) = 1y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.3 s
y(0.3) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 1/(s + 8) 带有一个增益为 H₁ = 0.5 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 2 和一个外部单位负反馈回路构成闭环系统。 求闭环极点 p。
G(s) = 1/(s + 8)H₁ = 0.5K = 2
p =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = 76/(s(s + 10)) 放在传感器增益为 H = 2 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的虚部 ωd(取正值),单位 rad/s。
G(s) = 76/(s(s + 10))H = 2
ωd = rad/s
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 68/(s² + 10s + 68),输入为单位阶跃。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 68/(s² + 10s + 68)
ts = s
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = 140/(s(s + 4))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 140/(s(s + 4))
ts = s
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 4)/((s − 2)(s + 5)) 在 s = 2 处有一个不稳定极点。用比例增益 K 围绕它构成单位负反馈回路。求使闭环稳定的最小增益 Kmin。
G(s) = (s + 4)/((s − 2)(s + 5))
Kmin =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/((s + 2)(s + 4)) 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 + 2)(s + 4))
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 + 4)(s + 10))。求使阶跃输入的稳态误差为 10 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 4)(s + 10))ess = 10 %
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 + 4)。闭环必须满足 ωₙ = 10 rad/s 和 ζ = 0.8。求比例增益 Kp。
G(s) = 5/(s + 4)ωₙ = 10 rad/sζ = 0.8
Kp =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 1 kΩ, C = 47 nF。输入为10 kHz的正弦信号。 求增益 |H| = |vout/vin|,以 dB 表示。
R = 1 kΩC = 47 nFf = 10 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) = K/(s(s + 1)(s + 2))。 求给出 8 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 2))GM = 8 dB
K =