1.拉普拉斯变换中等
求 F(s) = (5s + 32)/(s² + 8s + 16) 对应的 f(t),并计算 f(0.3)。
F(s) = (5s + 32)/(s² + 8s + 16)t = 0.3 s
f(0.3) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 9y′ + 20y = 60·u(t),y(0) = 2,y′(0) = 0。在 t = 0 时施加阶跃输入 u(t) = 5。用拉普拉斯变换求 y(0.25)。
y″ + 9y′ + 20y = 60·u(t)y(0) = 2y′(0) = 0u(t) = 5t = 0.25 s
y(0.25) =
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) = 5·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 6/(s(s + 7))r(t) = 5·t
ess =
4.方框图困难
被控对象 G(s) = K/(s(s + 3)(s + 7)) 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 + 3)(s + 7))单位负反馈
Kmax =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 300/(s² + 16s + 100),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 300/(s² + 16s + 100)
σ =
6.阶跃响应困难
一个没有零点的二阶系统,其阶跃响应必须有 20 % 的超调量。求阻尼比 ζ。
%OS = 20 %
ζ =
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 4)/((s − 2)(s + 1)) 在 s = 2 处有一个不稳定极点。用比例增益 K 围绕它构成单位负反馈回路。求使闭环稳定的最小增益 Kmin。
G(s) = (s + 4)/((s − 2)(s + 1))
Kmin =
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 + 5)),求使闭环极点位于 s = −1.5 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5))s = −1.5
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 + 10))。求使阶跃输入的稳态误差为 5 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 2)(s + 10))ess = 5 %
K =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 8 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s(s + 4))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.9 的微分增益 Kd。
G(s) = 10/(s(s + 4))Kp = 8ζ = 0.9
Kd = s
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 2304/((s + 8)(s + 18)) 在 ω = 8 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 2304/((s + 8)(s + 18))ω = 8 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) = 22.5/(s(s + 5))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 22.5/(s(s + 5))
PM = °