1.拉普拉斯变换中等
求 F(s) = (s + 40)/(s² + 4s + 4) 对应的 f(t),并计算 f(0.25)。
F(s) = (s + 40)/(s² + 4s + 4)t = 0.25 s
f(0.25) =
2.拉普拉斯变换困难
用拉普拉斯变换解 y″ + 6y′ + 5y = 0,初始条件 y(0) = −8,y′(0) = −6,并求 y(1)。
y″ + 6y′ + 5y = 0y(0) = −8y′(0) = −6t = 1 s
y(1) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 8/(s + 5) 带有一个增益为 H₁ = 2 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 12 和一个外部单位负反馈回路构成闭环系统。 求闭环极点 p。
G(s) = 8/(s + 5)H₁ = 2K = 12
p =
4.方框图困难
比例控制器 K = 28 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 8/(s + 8)。扰动 D 在被控对象输入处进入(加到控制器输出上)。 令 R = 0,施加大小为 10 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 28G(s) = 8/(s + 8)D = 10R = 0
css =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 136/(s² + 2s + 68),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) = 136/(s² + 2s + 68)
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 20 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 6))%OS = 20 %
K =
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路的开环传递函数为 L(s) = K/(s(s + 1)(s + 2))。把增益提高到闭环处于稳定边缘。求持续振荡的频率 ω。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 2))
ω = rad/s
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/((s + 3)(s + 11)) 的根轨迹。求分离点 sb 处的增益 K,此时两个闭环极点在实轴上相遇。
L(s) = K/((s + 3)(s + 11))
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 1·t²/2 加到 G(s) = 4(s + 5)/(s²(s + 2)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 4(s + 5)/(s²(s + 2))r(t) = 1·t²/2
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 25 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 2/(s(s + 8))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 2/(s(s + 8))K = 25
ts = s
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 570/((s + 5)(s + 6)) 在 ω = 5 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 570/((s + 5)(s + 6))ω = 5 rad/s
|G(jω)| = dB
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) = 11/(s(s + 1))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 11/(s(s + 1))
ωc = rad/s