1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 294/(s² + 4s + 98),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) = 294/(s² + 4s + 98)
ts = s
2.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 13 Ω,L = 100 mH,C = 22 µF,在 t = 0 时接到 24 V 的阶跃上。电容未充电,阶跃之前没有电流。 求电容电压的峰值 vC,max。
R = 13 ΩL = 100 mHC = 22 µFV = 24 V
vC,max = V
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 3.3 kΩ, C = 10 nF。输入为1.2 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 3.3 kΩC = 10 nFf = 1.2 kHz
φ = °
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) = 1160/(s(s + 20))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 1160/(s(s + 20))
PM = °
5.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 + 8)/(s(s + 2)(s + 3)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 8)/(s(s + 2)(s + 3))
Kmax =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/(s(s + 8)) 的根轨迹。求使闭环极点的阻尼比为 ζ = 0.8 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 8))ζ = 0.8
K =
7.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 1 + 3t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 2/(s(s + 2)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 2/(s(s + 2))r(t) = 1 + 3t
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 40 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 5/(s(s + 4))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 5/(s(s + 4))K = 40
ts = s
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 1/(s + 7) 带有一个增益为 H₁ = 4 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 3 和一个外部单位负反馈回路构成闭环系统。 求闭环极点 p。
G(s) = 1/(s + 7)H₁ = 4K = 3
p =
10.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) = 8/(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 0.2 的最小增益 K。
G(s) = 8/(s + 4)D = 2css ≤ 0.2
K =