1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 60/(s(s + 1)(s + 2)) 对应的 f(t),并计算 f(0.3)。
F(s) = 60/(s(s + 1)(s + 2))t = 0.3 s
f(0.3) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 6y′ + 10y = 19u 描述,输入为 u(t),输出为 y(t)。求它的传递函数 G(s) = Y(s)/U(s)(零初始条件),并在 t = 0.3 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(0.3)。
y″ + 6y′ + 10y = 19ut = 0.3 s
g(0.3) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 8(s + 4)/((s + 3)(s + 6))。在参考输入处施加大小为 2 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 8(s + 4)/((s + 3)(s + 6))R = 2
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) = 1/(s + 7)。在 R = 0 时,大小为 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 0.07143 的最小增益 K。
G(s) = 1/(s + 7)D = 5css ≤ 0.07143
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 31.5/(s² + 12s + 63),输入为单位阶跃。 求固有频率 ωn,单位 rad/s。
G(s) = 31.5/(s² + 12s + 63)
ωn = rad/s
6.阶跃响应困难
质量 m = 2 kg 的物体挂在弹簧 k = 100 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 8 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 = 20 N。 求最大位移 xmax,单位 mm。
m = 2 kgk = 100 N/mc = 8 N·s/mF = 20 N
xmax = mm
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 2)/((s − 3)(s + 5)) 在 s = 3 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 + 2)/((s − 3)(s + 5))
Kmin =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/(s(s + 6)) 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 + 6))ζ = 0.4
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 + 2)),必须以 0.01 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 2t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 2))r(t) = 2tess = 0.01
K =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 8 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 1/(s(s + 1))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.5 的微分增益 Kd。
G(s) = 1/(s(s + 1))Kp = 8ζ = 0.5
Kd = s
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 = 5 Ω 两端,其中 L = 1 mH,C = 0.1 µF。 求品质因数 Q。
R = 5 ΩL = 1 mHC = 0.1 µF
Q =
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) = 6.4/(s(s + 4))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 6.4/(s(s + 4))
PM = °