1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 80/(s² + 12s + 80),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) = 80/(s² + 12s + 80)
ts = s
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 5 % 的超调量。求阻尼比 ζ。
%OS = 5 %
ζ =
3.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 = 50 Ω 两端,其中 L = 20 mH,C = 0.47 µF。 求 −3 dB 带宽 BW,单位为 Hz。
R = 50 ΩL = 20 mHC = 0.47 µF
BW = Hz
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) = K/(s(s + 7)(s + 8))。 求给出 5 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 7)(s + 8))GM = 5 dB
K =
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 1)/((s − 2)(s + 2)) 在 s = 2 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 + 1)/((s − 2)(s + 2))
Kmin =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 8)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −3 之间离开实轴。求分离点 sb。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 8))
sb =
7.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 5·t²/2 加到 G(s) = 10(s + 4)/(s²(s + 4)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 10(s + 4)/(s²(s + 4))r(t) = 5·t²/2
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 8 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 5/(s(s + 2))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.6 的微分增益 Kd。
G(s) = 5/(s(s + 2))Kp = 8ζ = 0.6
Kd = s
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 1/(s + 5) 带有一个增益为 H₁ = 3 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 2 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 + 5)H₁ = 3K = 2
p =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = 80/(s(s + 5)) 放在传感器增益为 H = 1 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的虚部 ωd(取正值),单位 rad/s。
G(s) = 80/(s(s + 5))H = 1
ωd = rad/s