1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 50/(s(s + 4)(s + 6)) 对应的 f(t),并计算 f(0.25)。
F(s) = 50/(s(s + 4)(s + 6))t = 0.25 s
f(0.25) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 8y′ + 12y = 18·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 1(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.6)。
y″ + 8y′ + 12y = 18·u(t)u(t) = 1y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.6 s
y(0.6) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 32/(s + 5) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.1。 求闭环的时间常数 τ。
G(s) = 32/(s + 5)H = 0.1
τ = s
4.方框图困难
比例控制器 K = 11 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 7/(s + 10)。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 1 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 11G(s) = 7/(s + 10)D = 1R = 0
css =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 183/(s² + 12s + 61),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 183/(s² + 12s + 61)
σ =
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 10))。求使阶跃响应有 30 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 10))%OS = 30 %
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 + 8)/(s(s + 1)(s + 2)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 8)/(s(s + 1)(s + 2))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 9)/(s(s + 2)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −2 之间离开实轴,绕一圈后在零点左侧再次汇入实轴。求分离点 sb。
L(s) = K(s + 9)/(s(s + 2))
sb =
9.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 5 + 3t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 4(s + 2)/(s(s + 1)(s + 4)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 4(s + 2)/(s(s + 1)(s + 4))r(t) = 5 + 3t
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) = 1/(s + 4)。闭环必须满足 ωₙ = 8 rad/s 和 ζ = 0.5。求比例增益 Kp。
G(s) = 1/(s + 4)ωₙ = 8 rad/sζ = 0.5
Kp =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 10 kΩ, C = 1 nF。输入为8 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 10 kΩC = 1 nFf = 8 kHz
φ = °
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 + 3))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 2/(s(s + 1)(s + 3))
GM = dB