1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (5s + 7)/(s² + 9s + 14)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−2t + B·e−7t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (5s + 7)/(s² + 9s + 14)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 9y′ + 20y = 40·u(t),y(0) = 6,y′(0) = 0。在 t = 0 时施加阶跃输入 u(t) = 2。用拉普拉斯变换求 y(0.3)。
y″ + 9y′ + 20y = 40·u(t)y(0) = 6y′(0) = 0u(t) = 2t = 0.3 s
y(0.3) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 3(s + 9)/((s + 6)(s + 8))。在参考输入处施加大小为 5 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 3(s + 9)/((s + 6)(s + 8))R = 5
ess =
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 + 5)。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 0.12 的最小增益 K。
G(s) = 3/(s + 5)D = 2css ≤ 0.12
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 93/(s² + 8s + 31),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 93/(s² + 8s + 31)
tp = s
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 5))。求使阶跃响应有 20 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 5))%OS = 20 %
K =
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 5)/((s − 4)(s + 1)) 在 s = 4 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 + 5)/((s − 4)(s + 1))
Kmin =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已画出 L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 6)) 的根轨迹。求轨迹与虚轴相交处的频率 ω。
L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 6))
ω = rad/s
9.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 0.5·t²/2 加到 G(s) = 20(s + 4)/(s²(s + 1)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20(s + 4)/(s²(s + 1))r(t) = 0.5·t²/2
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) = 4/(s + 2)。闭环必须满足 ωₙ = 4 rad/s 和 ζ = 0.8。求积分增益 Ki。
G(s) = 4/(s + 2)ωₙ = 4 rad/sζ = 0.8
Ki =
11.伯德图与裕度中等
在图中所示的串联 RLC 带通滤波器中,输出取自 R = 100 Ω 两端,其中 L = 100 mH,C = 0.47 µF。 求中心(谐振)频率 f0,单位为 Hz。
R = 100 ΩL = 100 mHC = 0.47 µF
f0 = Hz
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) = 566/(s(s + 7)(s + 9))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 566/(s(s + 7)(s + 9))
GM = dB