1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 60/(s(s + 1)(s + 3)) 对应的 f(t),并计算 f(1.5)。
F(s) = 60/(s(s + 1)(s + 3))t = 1.5 s
f(1.5) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 9y′ + 20y = 20·u(t),y(0) = 4,y′(0) = 0。在 t = 0 时施加阶跃输入 u(t) = 2。用拉普拉斯变换求 y(0.25)。
y″ + 9y′ + 20y = 20·u(t)y(0) = 4y′(0) = 0u(t) = 2t = 0.25 s
y(0.25) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 21/(s + 3) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.25。 求闭环的时间常数 τ。
G(s) = 21/(s + 3)H = 0.25
τ = s
4.方框图困难
被控对象 G(s) = K/(s(s + 8)(s + 10)) 放在单位负反馈回路中。 在最大稳定增益时回路发生振荡。求振荡频率 ω,单位 rad/s。
G(s) = K/(s(s + 8)(s + 10))单位负反馈
ω = rad/s
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 150/(s² + 6s + 75),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 150/(s² + 6s + 75)
%OS = %
6.阶跃响应困难
一个没有零点的二阶系统,其阶跃响应显示出 40 % 的超调量,第一个峰出现在 t = 0.2 s。求固有频率 ωn。
%OS = 40 %tp = 0.2 s
ωn = rad/s
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 2)/((s − 2)(s + 5)) 在 s = 2 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 − 2)(s + 5))
Kmin =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 11)/(s(s + 4)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −4 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 + 11)/(s(s + 4))
si =
9.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 3t 加到 G(s) = 2(s + 3)/(s(s + 4)(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 2(s + 3)/(s(s + 4)(s + 5))r(t) = 3t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 10 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s(s + 4))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 10/(s(s + 4))K = 10
ts = 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 = 10 Ω 两端,其中 L = 20 mH,C = 0.47 µF。 求品质因数 Q。
R = 10 ΩL = 20 mHC = 0.47 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) = K/(s(s + 5)(s + 7))。 求给出 2 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 7))GM = 2 dB
K =