1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 144/(s² + 3s + 72),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 144/(s² + 3s + 72)
tp = s
2.阶跃响应困难
质量 m = 5 kg 的物体挂在弹簧 k = 5000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 63 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 = 50 N。 求最大位移 xmax,单位 mm。
m = 5 kgk = 5000 N/mc = 63 N·s/mF = 50 N
xmax = mm
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 = 47 nF。输入为2.1 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 3.3 kΩC = 47 nFf = 2.1 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) = 72/(s(s + 4))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 72/(s(s + 4))
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 + 10)/(s(s + 1)(s + 4)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 1)(s + 4))
Kmax =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 3)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −1 之间离开实轴。求分离点 sb。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 3))
sb =
7.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 1 + 2t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 20(s + 1)/(s(s + 5)(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20(s + 1)/(s(s + 5)(s + 10))r(t) = 1 + 2t
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 1/(s(s + 8))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.4 的增益 K。
G(s) = 1/(s(s + 8))ζ = 0.4
K =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 5/(s + 3) 带有一个增益为 H₁ = 2 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 6 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) = 5/(s + 3)H₁ = 2K = 6
p =
10.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 10/(s + 2),G₂ = 4/(s + 8),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 2,外部有负反馈 H₂ = 1。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 10/(s + 2)G₂ = 4/(s + 8)H₁ = 2H₂ = 1
T(0) =