1.拉普拉斯变换中等
求 F(s) = (5s + 29)/(s² + 4s + 4) 对应的 f(t),并计算 f(0.25)。
F(s) = (5s + 29)/(s² + 4s + 4)t = 0.25 s
f(0.25) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 6y′ + 8y = 40·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 10(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.3)。
y″ + 6y′ + 8y = 40·u(t)u(t) = 10y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.3 s
y(0.3) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 13/(s + 10) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.25。 求闭环的时间常数 τ。
G(s) = 13/(s + 10)H = 0.25
τ = s
4.方框图困难
被控对象 G(s) = K/(s(s + 4)(s + 10)) 放在单位负反馈回路中。 用劳斯–赫尔维茨判据求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
G(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))单位负反馈
Kmax =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 16/(s² + 6s + 16),输入为单位阶跃。 求阻尼比 ζ。
G(s) = 16/(s² + 6s + 16)
ζ =
6.阶跃响应困难
质量 m = 1 kg 的物体挂在弹簧 k = 1000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 19 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。 求位移的百分比超调量 %OS。
m = 1 kgk = 1000 N/mc = 19 N·s/mF = 5 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) = 2/(s(s + 4)(s + 6))。有多少个闭环极点 N 位于右半平面?
L(s) = 2/(s(s + 4)(s + 6))
N =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
某单位负反馈回路的 L(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 10))。求根轨迹渐近线与实轴的交点 σa。
L(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 10))
σa =
9.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 4/(2s + 1) 由比例增益 K = 10 在单位负反馈回路中控制。求阶跃输入的稳态误差 ess,以阶跃大小的百分数表示。
G(s) = 4/(2s + 1)K = 10
ess = %
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 16 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 4/(s(s + 8))。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 4/(s(s + 8))K = 16
tp = s
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 4420/((s + 13)(s + 17)) 在 ω = 1 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 4420/((s + 13)(s + 17))ω = 1 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) = 170/(s(s + 6)(s + 10))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 170/(s(s + 6)(s + 10))
ω180 = rad/s