1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 50/(s(s + 2)(s + 4)) 对应的 f(t),并计算 f(0.3)。
F(s) = 50/(s(s + 2)(s + 4))t = 0.3 s
f(0.3) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 6y′ + 5y = 2.5·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 5(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.75)。
y″ + 6y′ + 5y = 2.5·u(t)u(t) = 5y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.75 s
y(0.75) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = K/(s(s + 20)) 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(s + 20))单位负反馈
K =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = 24/(s(s + 7)) 放在传感器增益为 H = 1 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的实部 σ。
G(s) = 24/(s(s + 7))H = 1
σ =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 65/(s² + 12s + 65),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 65/(s² + 12s + 65)
σ =
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 15 Ω,L = 10 mH,C = 47 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。 求电压第一个峰值出现的时间 tp,单位 ms。
R = 15 ΩL = 10 mHC = 47 µFV = 5 V
tp = ms
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 + 3)(s + 6))。把增益提高到闭环处于稳定边缘。求持续振荡的频率 ω。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6))
ω = rad/s
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/(s(s + 2)) 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 + 2))ζ = 0.4
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 2 + 2t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 2(s + 1)/(s(s + 4)(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 2(s + 1)/(s(s + 4)(s + 10))r(t) = 2 + 2t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 4 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s(s + 3))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.707 的微分增益 Kd。
G(s) = 10/(s(s + 3))Kp = 4ζ = 0.707
Kd = s
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 22 kΩ, C = 1 nF。输入为3.6 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 22 kΩC = 1 nFf = 3.6 kHz
φ = °
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) = 380/(s(s + 10))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 380/(s(s + 10))
ωc = rad/s