1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (3s + 15)/(s² + 8s + 52) 对应的 f(t),并计算 f(0.25)。
F(s) = (3s + 15)/(s² + 8s + 52)t = 0.25 s
f(0.25) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 2y′ + 10y = 2u 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 = 0.2 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(0.2)。
y″ + 2y′ + 10y = 2ut = 0.2 s
g(0.2) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 12/(s + 4) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.5。 在 R 处施加大小为 5 的阶跃。求稳态输出 css。
G(s) = 12/(s + 4)H = 0.5R = 5
css =
4.方框图困难
比例控制器 K 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 8/(s + 10)。在 R = 0 时,大小为 10 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.4 的最小增益 K。
G(s) = 8/(s + 10)D = 10css ≤ 0.4
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 80/(s² + 3s + 40),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) = 80/(s² + 3s + 40)
ts = s
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 4))。求使阶跃响应有 2 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 4))%OS = 2 %
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 + 4)(s + 5))。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于回路 L(s) = K/(s(s + 2)(s + 5)),求使闭环极点位于 s = −1.5 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 5))s = −1.5
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 1t 加到 G(s) = 10/(s(s + 2)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 10/(s(s + 2))r(t) = 1t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PI 控制器 C(s) = Kp + Ki/s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 2/(s + 5)。闭环必须满足 ωₙ = 5 rad/s 和 ζ = 1。求积分增益 Ki。
G(s) = 2/(s + 5)ωₙ = 5 rad/sζ = 1
Ki =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 45(s + 9)/(s(s + 17)) 在 ω = 2 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 45(s + 9)/(s(s + 17))ω = 2 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) = K/(s(s + 1)(s + 8))。 求给出 20 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 8))GM = 20 dB
K =