1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (s + 29)/(s² + 2s + 2) 对应的 f(t),并计算 f(0.25)。
F(s) = (s + 29)/(s² + 2s + 2)t = 0.25 s
f(0.25) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 9y′ + 18y = 45·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(0.3)。
y″ + 9y′ + 18y = 45·u(t)u(t) = 5y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.3 s
y(0.3) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 22/(s(s + 1))。参考输入是斜坡 r(t) = 5·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 22/(s(s + 1))r(t) = 5·t
ess =
4.方框图困难
比例控制器 K = 9 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 3/(s + 1)。扰动 D 在被控对象输入处进入(加到控制器输出上)。 同时施加大小为 10 的参考阶跃和大小为 1 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 9G(s) = 3/(s + 1)D = 1R = 10
css =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 7.5/(s² + s + 15),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 7.5/(s² + s + 15)
σ =
6.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 9 Ω,L = 100 mH,C = 47 µF,在 t = 0 时接到 24 V 的阶跃上。电容未充电,阶跃之前没有电流。 求无阻尼固有频率 ωn,单位 rad/s。
R = 9 ΩL = 100 mHC = 47 µFV = 24 V
ωn = rad/s
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 + 9)/(s(s + 2)(s + 4)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 9)/(s(s + 2)(s + 4))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 9)/(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。求汇合点 si。
L(s) = K(s + 9)/(s(s + 7))
si =
9.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 5t 加到 G(s) = 4(s + 1)/(s(s + 1)(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 4(s + 1)/(s(s + 1)(s + 5))r(t) = 5t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 2/(s(s + 8))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.6 的增益 K。
G(s) = 2/(s(s + 8))ζ = 0.6
K =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 3(s + 5)/(s(s + 2)) 在 ω = 30 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 3(s + 5)/(s(s + 2))ω = 30 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) = 30/(s(s + 10))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 30/(s(s + 10))
ωc = rad/s