1.拉普拉斯变换中等
求 F(s) = (4s + 23)/(s² + 4s + 4) 对应的 f(t),并计算 f(0.2)。
F(s) = (4s + 23)/(s² + 4s + 4)t = 0.2 s
f(0.2) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 7y′ + 10y = 40·u(t),y(0) = 2,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(0.5)。
y″ + 7y′ + 10y = 40·u(t)y(0) = 2y′(0) = 0u(t) = 1t = 0.5 s
y(0.5) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = K/(s(s + 9)) 放在单位负反馈回路中。求使闭环处于临界阻尼(两个相等的实极点)的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 9))单位负反馈
K =
4.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 14/(s + 1),G₂ = 5/(s + 2),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 0.5,外部有负反馈 H₂ = 0.2。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 14/(s + 1)G₂ = 5/(s + 2)H₁ = 0.5H₂ = 0.2
T(0) =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 91/(s² + 10s + 91),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 91/(s² + 10s + 91)
σ =
6.阶跃响应困难
质量 m = 8 kg 的物体挂在弹簧 k = 2000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 25 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 = 10 N。 求位移的百分比超调量 %OS。
m = 8 kgk = 2000 N/mc = 25 N·s/mF = 10 N
%OS = %
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路采用正反馈,L(s) = 5/(s(s + 8)(s + 10))。有多少个闭环极点 N 位于右半平面?
L(s) = 5/(s(s + 8)(s + 10))
N =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/((s + 4)(s + 8)) 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 + 4)(s + 8))
K =
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 + 2)),必须以 0.5 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 5t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 2))r(t) = 5tess = 0.5
K =
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) = 10/(s + 5)。闭环必须满足 ωₙ = 4 rad/s 和 ζ = 1。求积分增益 Ki。
G(s) = 10/(s + 5)ωₙ = 4 rad/sζ = 1
Ki =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 80/((s + 2)(s + 8)) 在 ω = 20 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 80/((s + 2)(s + 8))ω = 20 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) = 140/(s(s + 4)(s + 10))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 140/(s(s + 4)(s + 10))
GM = dB