1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 20.5/(s² + 7s + 41),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) = 20.5/(s² + 7s + 41)
ts = s
2.阶跃响应困难
质量 m = 2.5 kg 的物体挂在弹簧 k = 1000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 40 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。 求最大位移 xmax,单位 mm。
m = 2.5 kgk = 1000 N/mc = 40 N·s/mF = 25 N
xmax = mm
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 = 5 Ω 两端,其中 L = 10 mH,C = 4.7 µF。 求中心(谐振)频率 f0,单位为 Hz。
R = 5 ΩL = 10 mHC = 4.7 µF
f0 = 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) = 350/(s(s + 5))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 350/(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 + 2)(s + 4)(s + 5)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 5))
Kmax =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于 L(s) = K/((s + 8)(s² + 4s + 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 + 4s + 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(s + 4)),必须以 0.5 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 10t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 4))r(t) = 10tess = 0.5
K =
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) = 4/(s(s + 10))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 4/(s(s + 10))K = 40
ts = s
9.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 22/(s(s + 6))。参考输入是斜坡 r(t) = 10·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 22/(s(s + 6))r(t) = 10·t
ess =
10.方框图困难
比例控制器 K = 7 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 1/(s + 1)。扰动 D 在被控对象输入处进入(加到控制器输出上)。 令 R = 0,施加大小为 10 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 7G(s) = 1/(s + 1)D = 10R = 0
css =