1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (6s + 5)/(s² + 7s + 12)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−3t + B·e−4t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (6s + 5)/(s² + 7s + 12)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 2y′ + 26y = 4u′ + 5u 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 = 0.4 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(0.4)。
y″ + 2y′ + 26y = 4u′ + 5ut = 0.4 s
g(0.4) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 60/(s(s + 10))。参考输入是斜坡 r(t) = 10·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 60/(s(s + 10))r(t) = 10·t
ess =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = 62/(s(s + 4)) 放在传感器增益为 H = 0.5 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) = 62/(s(s + 4))H = 0.5
ωd = rad/s
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 66/(s² + 4s + 33),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 66/(s² + 4s + 33)
%OS = %
6.阶跃响应困难
一个没有零点的二阶系统,其阶跃响应必须有 30 % 的超调量。求阻尼比 ζ。
%OS = 30 %
ζ =
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 + 3)(s + 4))。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 + 3)(s + 4))
ω = rad/s
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 8)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −4 之间离开实轴。求分离点 sb。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 8))
sb =
9.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 5·t²/2 加到 G(s) = 20(s + 3)/(s²(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20(s + 3)/(s²(s + 5))r(t) = 5·t²/2
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 4 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s(s + 2))。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 10/(s(s + 2))K = 4
tp = s
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 48/((s + 4)(s + 6)) 在 ω = 30 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 48/((s + 4)(s + 6))ω = 30 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) = K/(s(s + 4)(s + 5))。 求给出 6 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5))GM = 6 dB
K =