1.拉普拉斯变换中等
F(s) = 24/(s² + 5s + 6)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−2t + B·e−3t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = 24/(s² + 5s + 6)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 11y′ + 30y = 90·u(t),y(0) = 1,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(0.1)。
y″ + 11y′ + 30y = 90·u(t)y(0) = 1y′(0) = 0u(t) = 2t = 0.1 s
y(0.1) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 8/(s + 2) 带有一个增益为 H₁ = 1 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。 求闭环直流增益 T(0)。
G(s) = 8/(s + 2)H₁ = 1K = 2
T(0) =
4.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 4/(s + 1),G₂ = 9/(s + 7),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 1,外部有负反馈 H₂ = 0.2。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 4/(s + 1)G₂ = 9/(s + 7)H₁ = 1H₂ = 0.2
T(0) =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 97/(s² + 13s + 97),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) = 97/(s² + 13s + 97)
ts = s
6.阶跃响应困难
质量 m = 5 kg 的物体挂在弹簧 k = 2000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 60 N·s/m(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。在静止平衡状态下,突然施加恒力 F = 10 N。 求阻尼比 ζ。
m = 5 kgk = 2000 N/mc = 60 N·s/mF = 10 N
ζ =
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 + 4)(s + 6))。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/((s + 1)(s + 9)) 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 + 1)(s + 9))
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 + 10)),必须以 0.05 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 1t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 10))r(t) = 1tess = 0.05
K =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PI 控制器 C(s) = 2 + 0.5/s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 2/((s + 2)(s + 10))。求斜坡输入 r(t) = 1t 的稳态误差 ess。
C(s) = 2 + 0.5/sG(s) = 2/((s + 2)(s + 10))r(t) = 1t
ess =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 28(s + 11)/(s(s + 9)) 在 ω = 10 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 28(s + 11)/(s(s + 9))ω = 10 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 12/(s(s + 1))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 12/(s(s + 1))
PM = °