1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 2/(s² + s + 4),输入为单位阶跃。 求阻尼比 ζ。
G(s) = 2/(s² + s + 4)
ζ =
2.阶跃响应困难
质量 m = 4 kg 的物体挂在弹簧 k = 500 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 13 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 = 5 N。 求位移最大的时刻 tp。
m = 4 kgk = 500 N/mc = 13 N·s/mF = 5 N
tp = s
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 2.2 kΩ, C = 22 nF。输入为1.6 kHz的正弦信号。 求增益 |H| = |vout/vin|,以 dB 表示。
R = 2.2 kΩC = 22 nFf = 1.6 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) = 3.8/(s(s + 1))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 3.8/(s(s + 1))
ωc = rad/s
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 + 6)/(s(s + 1)(s + 3)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 6)/(s(s + 1)(s + 3))
Kmax =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于 L(s) = K/((s + 4)(s² + 2s + 5)),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 + 4)(s² + 2s + 5))
θd = °
7.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 2 + 2t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 20(s + 2)/(s(s + 1)(s + 2)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20(s + 2)/(s(s + 1)(s + 2))r(t) = 2 + 2t
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 2 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s(s + 4))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.707 的微分增益 Kd。
G(s) = 10/(s(s + 4))Kp = 2ζ = 0.707
Kd = s
9.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 48/(s(s + 10))。参考输入是斜坡 r(t) = 10·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 48/(s(s + 10))r(t) = 10·t
ess =
10.方框图困难
比例控制器 K 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 6/(s + 8)。在 R = 0 时,大小为 5 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.075 的最小增益 K。
G(s) = 6/(s + 8)D = 5css ≤ 0.075
K =