1.拉普拉斯变换中等
求 F(s) = (3s + 20)/(s² + 6s + 9) 对应的 f(t),并计算 f(0.6)。
F(s) = (3s + 20)/(s² + 6s + 9)t = 0.6 s
f(0.6) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统由微分方程 y″ + 2y′ + 10y = u′ + 16u 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 = 0.8 s 时计算冲激响应 g(t)。求 g(0.8)。
y″ + 2y′ + 10y = u′ + 16ut = 0.8 s
g(0.8) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 12(s + 5)/((s + 4)(s + 9))。在参考输入处施加大小为 1 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 12(s + 5)/((s + 4)(s + 9))R = 1
ess =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 6)) 放在单位负反馈回路中。 在最大稳定增益时回路发生振荡。求振荡频率 ω,单位 rad/s。
G(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 6))单位负反馈
ω = rad/s
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 42/(s² + 7s + 21),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 42/(s² + 7s + 21)
tp = s
6.阶跃响应困难
质量 m = 4 kg 的物体挂在弹簧 k = 200 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 23 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 = 20 N。 求位移的百分比超调量 %OS。
m = 4 kgk = 200 N/mc = 23 N·s/mF = 20 N
%OS = %
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 + 2)(s + 4)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 8)/(s(s + 2)(s + 4))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于回路 L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4)),求使闭环极点位于 s = −0.5 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4))s = −0.5
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 3t 加到 G(s) = 2(s + 2)/(s(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 2(s + 2)/(s(s + 10))r(t) = 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) = 10/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 6 rad/s 和 ζ = 0.5。求积分增益 Ki。
G(s) = 10/(s + 1)ωₙ = 6 rad/sζ = 0.5
Ki =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 11(s + 9)/(s(s + 2)) 在 ω = 4 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 11(s + 9)/(s(s + 2))ω = 4 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 4.5/(s(s + 5))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 4.5/(s(s + 5))
ωc = rad/s