1.拉普拉斯变换中等
用配方法求 F(s) = (5s + 36)/(s² + 4s + 40) 对应的 f(t),并计算 f(0.4)。
F(s) = (5s + 36)/(s² + 4s + 40)t = 0.4 s
f(0.4) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 9y′ + 18y = 90·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 2(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.25)。
y″ + 9y′ + 18y = 90·u(t)u(t) = 2y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.25 s
y(0.25) =
3.方框图中等
被控对象 G(s) = 36/(s + 5) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.2。 在 R 处施加大小为 1 的阶跃。求稳态输出 css。
G(s) = 36/(s + 5)H = 0.2R = 1
css =
4.方框图困难
比例控制器 K 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 6/(s + 4)。在 R = 0 时,大小为 2 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.3 的最小增益 K。
G(s) = 6/(s + 4)D = 2css ≤ 0.3
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 44/(s² + 13s + 88),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 44/(s² + 13s + 88)
tp = s
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 4))。求使阶跃响应有 15 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 4))%OS = 15 %
K =
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 + 1)(s + 3)(s + 6)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 6))
Kmax =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −1 之间离开实轴。求分离点 sb。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10))
sb =
9.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 0.5·t²/2 加到 G(s) = 2(s + 4)/(s²(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 2(s + 4)/(s²(s + 10))r(t) = 0.5·t²/2
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。求比例增益 Kp。
G(s) = 10/(s + 1)ωₙ = 6 rad/sζ = 0.5
Kp =
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 12/((s + 1)(s + 2)) 在 ω = 1 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 12/((s + 1)(s + 2))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) = 574/(s(s + 6)(s + 9))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 574/(s(s + 6)(s + 9))
GM = dB