1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 74/(s² + 13s + 74),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) = 74/(s² + 13s + 74)
ts = s
2.阶跃响应困难
质量 m = 5 kg 的物体挂在弹簧 k = 1000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 21 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。 求最大位移 xmax,单位 mm。
m = 5 kgk = 1000 N/mc = 21 N·s/mF = 10 N
xmax = mm
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 低通滤波器有R = 1000 Ω, L = 1 mH。输入为480 kHz的正弦信号。 求增益 |H| = |vout/vin|,以 dB 表示。
R = 1000 ΩL = 1 mHf = 480 kHz
|H| = dB
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) = 962/(s(s + 9)(s + 10))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 962/(s(s + 9)(s + 10))
ω180 = rad/s
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 5)/((s − 4)(s + 1)) 在 s = 4 处有一个不稳定极点。用比例增益 K 围绕它构成单位负反馈回路。求使闭环稳定的最小增益 Kmin。
G(s) = (s + 5)/((s − 4)(s + 1))
Kmin =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于 L(s) = K/((s + 8)(s² + 6s + 13)),求根轨迹从上半平面复极点出发的出射角 θd,从正实轴量起。
L(s) = K/((s + 8)(s² + 6s + 13))
θd = °
7.稳态误差与 PID 控制中等
某单位负反馈回路的 G(s) = K/((s + 1)(s + 5))。求使阶跃输入的稳态误差为 4 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 1)(s + 5))ess = 4 %
K =
8.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 20 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 5/(s(s + 8))。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 5/(s(s + 8))K = 20
tp = s
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 30/(s + 9) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.1。 在 R 处施加大小为 5 的阶跃。求稳态输出 css。
G(s) = 30/(s + 9)H = 0.1R = 5
css =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = K/(s(s + 5)(s + 6)) 放在单位负反馈回路中。 用劳斯–赫尔维茨判据求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
G(s) = K/(s(s + 5)(s + 6))单位负反馈
Kmax =