1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (6s + 29)/(s² + 15s + 56)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−7t + B·e−8t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (6s + 29)/(s² + 15s + 56)
A =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 7y′ + 6y = 0,初始条件 y(0) = 4,y′(0) = 15,并求 y(0.5)。
y″ + 7y′ + 6y = 0y(0) = 4y′(0) = 15t = 0.5 s
y(0.5) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 20/(s + 9) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 2。 在 R 处施加大小为 1 的阶跃。求稳态输出 css。
G(s) = 20/(s + 9)H = 2R = 1
css =
4.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 3/(s + 4),G₂ = 10/(s + 2),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 1,外部有负反馈 H₂ = 0.5。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 3/(s + 4)G₂ = 10/(s + 2)H₁ = 1H₂ = 0.5
T(0) =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 62/(s² + 5s + 31),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 62/(s² + 5s + 31)
tp = s
6.阶跃响应困难
一个没有零点的二阶系统,其阶跃响应显示出 40 % 的超调量,第一个峰出现在 t = 2 s。求固有频率 ωn。
%OS = 40 %tp = 2 s
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 + 5))。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 5))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/((s + 4)(s + 8)) 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 + 4)(s + 8))
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(s + 5)),必须以 0.02 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 1t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 5))r(t) = 1tess = 0.02
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) = 10/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 2 rad/s 和 ζ = 1。求比例增益 Kp。
G(s) = 10/(s + 1)ωₙ = 2 rad/sζ = 1
Kp =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 1680/((s + 7)(s + 12)) 在 ω = 1 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 1680/((s + 7)(s + 12))ω = 1 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) = K/(s(s + 2)(s + 8))。 求给出 5 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))GM = 5 dB
K =