1.拉普拉斯变换中等
F(s) = (6s + 36)/(s² + 9s + 8)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−t + B·e−8t。用部分分式法求系数 A。
F(s) = (6s + 36)/(s² + 9s + 8)
A =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 6y′ + 13y = 10u 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 = 0.25 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(0.25)。
y″ + 6y′ + 13y = 10ut = 0.25 s
g(0.25) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 10/(s(s + 10))。参考输入是斜坡 r(t) = 10·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 10/(s(s + 10))r(t) = 10·t
ess =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = 54/(s(s + 7)) 放在传感器增益为 H = 1 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的实部 σ。
G(s) = 54/(s(s + 7))H = 1
σ =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 37/(s² + 10s + 74),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 37/(s² + 10s + 74)
tp = s
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = 110/(s(s + 2))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 110/(s(s + 2))
ts = s
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 + 10)/(s(s + 1)(s + 3)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 1)(s + 3))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/(s(s + 5)) 的根轨迹。求使闭环极点的阻尼比为 ζ = 0.3 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 5))ζ = 0.3
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 + 2)(s + 4))。求使阶跃输入的稳态误差为 20 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 2)(s + 4))ess = 20 %
K =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 25 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 5/(s(s + 8))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 5/(s(s + 8))K = 25
ts = s
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 47 kΩ, C = 1 nF。输入为17 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 47 kΩC = 1 nFf = 17 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) = 30/(s(s + 1)(s + 6))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 30/(s(s + 1)(s + 6))
ω180 = rad/s