1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 117/(s² + 2s + 39),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 117/(s² + 2s + 39)
%OS = %
2.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 50 % 的超调量。求阻尼比 ζ。
%OS = 50 %
ζ =
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 4(s + 17)/(s(s + 11)) 在 ω = 20 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 4(s + 17)/(s(s + 11))ω = 20 rad/s
∠G(jω) = °
4.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) = 140/(s(s + 10))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 140/(s(s + 10))
ωc = rad/s
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 224 下运行,L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))。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 + 4)(s + 10))K = 224
m =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 9)/(s(s + 7)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −7 之间离开实轴,绕一圈后在零点左侧再次汇入实轴。求分离点 sb。
L(s) = K(s + 9)/(s(s + 7))
sb =
7.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 2 + 0.5t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 20/(s(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20/(s(s + 10))r(t) = 2 + 0.5t
ess =
8.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) = 5/(s + 5)。闭环必须满足 ωₙ = 8 rad/s 和 ζ = 0.6。求积分增益 Ki。
G(s) = 5/(s + 5)ωₙ = 8 rad/sζ = 0.6
Ki =
9.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 32/(s(s + 1))。参考输入是斜坡 r(t) = 2·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 32/(s(s + 1))r(t) = 2·t
ess =
10.方框图困难
比例控制器 K = 28 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 1/(s + 5)。扰动 D 在被控对象输入处进入(加到控制器输出上)。 令 R = 0,施加大小为 1 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 28G(s) = 1/(s + 5)D = 1R = 0
css =