1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (3s + 12)/(s² + 12s + 35)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−5t + B·e−7t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (3s + 12)/(s² + 12s + 35)
A =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 8y′ + 15y = 0,初始条件 y(0) = 7,y′(0) = −13,并求 y(0.2)。
y″ + 8y′ + 15y = 0y(0) = 7y′(0) = −13t = 0.2 s
y(0.2) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = K/((s + 2)(s + 12)) 放在单位负反馈回路中。求使闭环处于临界阻尼(两个相等的实极点)的增益 K。
G(s) = K/((s + 2)(s + 12))单位负反馈
K =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = 50/(s(s + 8)) 放在传感器增益为 H = 2 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的虚部 ωd(取正值),单位 rad/s。
G(s) = 50/(s(s + 8))H = 2
ωd = rad/s
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 41/(s² + 4s + 41),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) = 41/(s² + 4s + 41)
ts = s
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 6))。求使阶跃响应有 15 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 6))%OS = 15 %
K =
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 + 1)(s + 3)(s + 6)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 6))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
某单位负反馈回路的 L(s) = K(s + 10)/((s + 6)(s + 8)(s + 2))。求根轨迹渐近线与实轴的交点 σa。
L(s) = K(s + 10)/((s + 6)(s + 8)(s + 2))
σa =
9.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 10 + 0.5t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 4(s + 2)/(s(s + 4)(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 4(s + 2)/(s(s + 4)(s + 5))r(t) = 10 + 0.5t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PI 控制器 C(s) = 5 + 1/s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/((s + 1)(s + 10))。求斜坡输入 r(t) = 1t 的稳态误差 ess。
C(s) = 5 + 1/sG(s) = 10/((s + 1)(s + 10))r(t) = 1t
ess =
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 = 20 Ω 两端,其中 L = 10 mH,C = 4.7 µF。 求 −3 dB 带宽 BW,单位为 Hz。
R = 20 ΩL = 10 mHC = 4.7 µF
BW = Hz
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) = 2/(s(s + 1)(s + 2))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 2/(s(s + 1)(s + 2))
ω180 = rad/s