1.拉普拉斯变换中等
F(s) = 7/(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) = 7/(s² + 5s + 6)
A =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 8y′ + 12y = 0,初始条件 y(0) = −3,y′(0) = −8,并求 y(0.1)。
y″ + 8y′ + 12y = 0y(0) = −3y′(0) = −8t = 0.1 s
y(0.1) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 7/(s + 10) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.5。 求闭环的时间常数 τ。
G(s) = 7/(s + 10)H = 0.5
τ = s
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) = 9/(s + 4)。在 R = 0 时,大小为 0.5 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.01125 的最小增益 K。
G(s) = 9/(s + 4)D = 0.5css ≤ 0.01125
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 55/(s² + 5s + 55),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 55/(s² + 5s + 55)
σ =
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 71 Ω,L = 500 mH,C = 100 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。 求电容电压的峰值 vC,max。
R = 71 ΩL = 500 mHC = 100 µFV = 5 V
vC,max = V
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路采用正反馈,L(s) = 20/(s(s + 2)(s + 8))。有多少个闭环极点 N 位于右半平面?
L(s) = 20/(s(s + 2)(s + 8))
N =
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 + 6)) 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 + 6))
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 + 2)(s + 5))。求使阶跃输入的稳态误差为 20 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 2)(s + 5))ess = 20 %
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 + 5)。闭环必须满足 ωₙ = 8 rad/s 和 ζ = 0.6。求比例增益 Kp。
G(s) = 5/(s + 5)ωₙ = 8 rad/sζ = 0.6
Kp =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 1 kΩ, C = 4.7 nF。输入为8.5 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 1 kΩC = 4.7 nFf = 8.5 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) = K/(s(s + 1)(s + 10))。 求给出 4 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10))GM = 4 dB
K =