1.拉普拉斯变换中等
求 F(s) = (6s + 34)/(s² + 10s + 25) 对应的 f(t),并计算 f(0.25)。
F(s) = (6s + 34)/(s² + 10s + 25)t = 0.25 s
f(0.25) =
2.拉普拉斯变换困难
某系统满足 y″ + 4y′ + 3y = 6·u(t),y(0) = 1,y′(0) = 0。在 t = 0 时施加阶跃输入 u(t) = 2。用拉普拉斯变换求 y(0.5)。
y″ + 4y′ + 3y = 6·u(t)y(0) = 1y′(0) = 0u(t) = 2t = 0.5 s
y(0.5) =
3.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 4/(s(s + 10))。参考输入是斜坡 r(t) = 5·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 4/(s(s + 10))r(t) = 5·t
ess =
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) = 2/(s + 5)。在 R = 0 时,大小为 10 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.08 的最小增益 K。
G(s) = 2/(s + 5)D = 10css ≤ 0.08
K =
5.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 291/(s² + 9s + 97),输入为单位阶跃。 求固有频率 ωn,单位 rad/s。
G(s) = 291/(s² + 9s + 97)
ωn = rad/s
6.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = 205/(s(s + 5))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 205/(s(s + 5))
ts = s
7.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 66 下运行,L(s) = K/(s(s + 5)(s + 6))。在闭环变得不稳定之前,增益最多可以提高到原来的多少倍 m?
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 6))K = 66
m =
8.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
某单位负反馈回路的 L(s) = K/((s + 6)(s + 4)(s + 5))。求根轨迹渐近线与实轴的交点 σa。
L(s) = K/((s + 6)(s + 4)(s + 5))
σa =
9.稳态误差与 PID 控制中等
某单位负反馈回路的 G(s) = K/((s + 4)(s + 10))。求使阶跃输入的稳态误差为 10 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 4)(s + 10))ess = 10 %
K =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 20 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 2/(s(s + 3))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.8 的微分增益 Kd。
G(s) = 2/(s(s + 3))Kp = 20ζ = 0.8
Kd = s
11.伯德图与裕度中等
在图中所示的串联 RLC 带通滤波器中,输出取自 R = 10 Ω 两端,其中 L = 50 mH,C = 10 µF。 求中心(谐振)频率 f0,单位为 Hz。
R = 10 ΩL = 50 mHC = 10 µF
f0 = Hz
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) = 162/(s(s + 3)(s + 9))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 162/(s(s + 3)(s + 9))
ω180 = rad/s