1.拉普拉斯变换中等
求 F(s) = (4s + 39)/(s² + 6s + 9) 对应的 f(t),并计算 f(0.3)。
F(s) = (4s + 39)/(s² + 6s + 9)t = 0.3 s
f(0.3) =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 3y′ + 2y = 0,初始条件 y(0) = 5,y′(0) = 12,并求 y(0.8)。
y″ + 3y′ + 2y = 0y(0) = 5y′(0) = 12t = 0.8 s
y(0.8) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 17/(s + 4) 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 2 的阶跃。求稳态输出 css。
G(s) = 17/(s + 4)H = 2R = 2
css =
4.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 10/(s + 2),G₂ = 3/(s + 2),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 2,外部有负反馈 H₂ = 0.5。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 10/(s + 2)G₂ = 3/(s + 2)H₁ = 2H₂ = 0.5
T(0) =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 98/(s² + 5s + 98),输入为单位阶跃。 求固有频率 ωn,单位 rad/s。
G(s) = 98/(s² + 5s + 98)
ωn = rad/s
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 40 Ω,L = 10 mH,C = 1 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 = 40 ΩL = 10 mHC = 1 µFV = 5 V
tp = ms
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
某单位负反馈回路的 L(s) = K/((s + 3)(s + 5)(s + 6)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/((s + 3)(s + 5)(s + 6))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 12)/(s(s + 7)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −7 之间离开实轴,绕一圈后在零点左侧再次汇入实轴。求分离点 sb。
L(s) = K(s + 12)/(s(s + 7))
sb =
9.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 4/(5s + 1) 由比例增益 K = 2 在单位负反馈回路中控制。求阶跃输入的稳态误差 ess,以阶跃大小的百分数表示。
G(s) = 4/(5s + 1)K = 2
ess = %
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) = 20/((s + 1)(s + 5))。求斜坡输入 r(t) = 5t 的稳态误差 ess。
C(s) = 2 + 0.5/sG(s) = 20/((s + 1)(s + 5))r(t) = 5t
ess =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 高通滤波器有R = 10 Ω, L = 22 mH。输入为720 Hz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 10 ΩL = 22 mHf = 720 Hz
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 + 4)(s + 8))。 求给出 2 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 8))GM = 2 dB
K =