1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 61/(s² + 12s + 61),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 61/(s² + 12s + 61)
%OS = %
2.阶跃响应困难
质量 m = 10 kg 的物体挂在弹簧 k = 800 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 89 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 = 25 N。 求阻尼比 ζ。
m = 10 kgk = 800 N/mc = 89 N·s/mF = 25 N
ζ =
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 4.7 kΩ, C = 10 nF。输入为14 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 4.7 kΩC = 10 nFf = 14 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) = 170/(s(s + 5))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 170/(s(s + 5))
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 + 12)/(s(s + 3)(s + 4)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 12)/(s(s + 3)(s + 4))
Kmax =
6.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 + 8)(s + 2))。求根轨迹渐近线与实轴的交点 σa。
L(s) = K/((s + 6)(s + 8)(s + 2))
σa =
7.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 0.5 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 5t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 4))r(t) = 5tess = 0.5
K =
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) = 1/(s + 2)。闭环必须满足 ωₙ = 4 rad/s 和 ζ = 0.5。求积分增益 Ki。
G(s) = 1/(s + 2)ωₙ = 4 rad/sζ = 0.5
Ki =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = K/((s + 1)(s + 3)) 放在单位负反馈回路中。求使闭环处于临界阻尼(两个相等的实极点)的增益 K。
G(s) = K/((s + 1)(s + 3))单位负反馈
K =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 7)) 放在单位负反馈回路中。 在最大稳定增益时回路发生振荡。求振荡频率 ω,单位 rad/s。
G(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 7))单位负反馈
ω = rad/s