1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 20/(s(s + 4)(s + 5)) 对应的 f(t),并计算 f(0.1)。
F(s) = 20/(s(s + 4)(s + 5))t = 0.1 s
f(0.1) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 10y′ + 24y = 24·u(t),y(0) = 6,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(0.2)。
y″ + 10y′ + 24y = 24·u(t)y(0) = 6y′(0) = 0u(t) = 5t = 0.2 s
y(0.2) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 10(s + 2)/((s + 3)(s + 4))。在参考输入处施加大小为 2 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 10(s + 2)/((s + 3)(s + 4))R = 2
ess =
4.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 2/(s + 5),G₂ = 5/(s + 1),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 2,外部有负反馈 H₂ = 0.2。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 2/(s + 5)G₂ = 5/(s + 1)H₁ = 2H₂ = 0.2
T(0) =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 76/(s² + 13s + 76),输入为单位阶跃。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 76/(s² + 13s + 76)
ts = s
6.阶跃响应困难
质量 m = 10 kg 的物体挂在弹簧 k = 400 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 = 25 N。 求位移最大的时刻 tp。
m = 10 kgk = 400 N/mc = 25 N·s/mF = 25 N
tp = 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 + 5)/(s(s + 1)(s + 2)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 5)/(s(s + 1)(s + 2))
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 + 2)(s + 5)),求使闭环极点位于 s = −1.5 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 5))s = −1.5
K =
9.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 10 + 0.5t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 50(s + 2)/(s(s + 2)(s + 4)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 50(s + 2)/(s(s + 2)(s + 4))r(t) = 10 + 0.5t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PI 控制器 C(s) = 1 + 10/s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/((s + 1)(s + 2))。求斜坡输入 r(t) = 5t 的稳态误差 ess。
C(s) = 1 + 10/sG(s) = 10/((s + 1)(s + 2))r(t) = 5t
ess =
11.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 3.3 kΩ, C = 4.7 nF。输入为5.1 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 3.3 kΩC = 4.7 nFf = 5.1 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) = 780/(s(s + 20))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 780/(s(s + 20))
PM = °