1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (5s + 15)/(s² + 5s + 4)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−t + B·e−4t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (5s + 15)/(s² + 5s + 4)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 3y′ + 2y = 6·u(t),y(0) = 3,y′(0) = 0。在 t = 0 时施加阶跃输入 u(t) = 1。用拉普拉斯变换求 y(1.2)。
y″ + 3y′ + 2y = 6·u(t)y(0) = 3y′(0) = 0u(t) = 1t = 1.2 s
y(1.2) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 6/(s(s + 7))。参考输入是斜坡 r(t) = 1·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 6/(s(s + 7))r(t) = 1·t
ess =
4.方框图困难
比例控制器 K = 20 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 1/(s + 1)。扰动 D 在被控对象输入处进入(加到控制器输出上)。 同时施加大小为 5 的参考阶跃和大小为 1 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 20G(s) = 1/(s + 1)D = 1R = 5
css =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 83/(s² + 8s + 83),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 83/(s² + 8s + 83)
%OS = %
6.阶跃响应困难
质量 m = 20 kg 的物体挂在弹簧 k = 5000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 253 N·s/m(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。在静止平衡状态下,突然施加恒力 F = 5 N。 求阻尼比 ζ。
m = 20 kgk = 5000 N/mc = 253 N·s/mF = 5 N
ζ =
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 80 下运行,L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))。在闭环变得不稳定之前,增益最多可以提高到原来的多少倍 m?
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))K = 80
m =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 3)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −2 之间离开实轴。求分离点 sb。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 3))
sb =
9.稳态误差与 PID 控制中等
某单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 10)),必须以 0.1 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 1t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 10))r(t) = 1tess = 0.1
K =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s(s + 6))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.707 的增益 K。
G(s) = 10/(s(s + 6))ζ = 0.707
K =
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 = 1 Ω 两端,其中 L = 1 mH,C = 4.7 µF。 求品质因数 Q。
R = 1 ΩL = 1 mHC = 4.7 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) = 68/(s(s + 8))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 68/(s(s + 8))
ωc = rad/s