1.拉普拉斯变换中等
用部分分式法求 F(s) = 55/(s(s + 2)(s + 5)) 对应的 f(t),并计算 f(0.75)。
F(s) = 55/(s(s + 2)(s + 5))t = 0.75 s
f(0.75) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 6y′ + 8y = 24·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 1(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.3)。
y″ + 6y′ + 8y = 24·u(t)u(t) = 1y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.3 s
y(0.3) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 24/(s(s + 2))。参考输入是斜坡 r(t) = 5·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 24/(s(s + 2))r(t) = 5·t
ess =
4.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 14/(s + 2),G₂ = 7/(s + 7),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 4,外部有负反馈 H₂ = 1。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 14/(s + 2)G₂ = 7/(s + 7)H₁ = 4H₂ = 1
T(0) =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 138/(s² + 3s + 69),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 138/(s² + 3s + 69)
σ =
6.阶跃响应困难
质量 m = 1 kg 的物体挂在弹簧 k = 100 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 12 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 = 10 N。 求阻尼比 ζ。
m = 1 kgk = 100 N/mc = 12 N·s/mF = 10 N
ζ =
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路的开环传递函数为 L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5))。把增益提高到闭环处于稳定边缘。求持续振荡的频率 ω。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5))
ω = rad/s
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/((s + 4)(s + 6)) 的根轨迹。求分离点 sb 处的增益 K,此时两个闭环极点在实轴上相遇。
L(s) = K/((s + 4)(s + 6))
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(s + 4)),必须以 0.2 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 2t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 4))r(t) = 2tess = 0.2
K =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 5 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 2/(s(s + 4))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.8 的微分增益 Kd。
G(s) = 2/(s(s + 4))Kp = 5ζ = 0.8
Kd = s
11.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 32(s + 13)/(s(s + 6)) 在 ω = 4 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 32(s + 13)/(s(s + 6))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) = K/(s(s + 1)(s + 8))。 求给出 10 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 8))GM = 10 dB
K =