1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 81/(s² + 8s + 27),输入为单位阶跃。 求固有频率 ωn,单位 rad/s。
G(s) = 81/(s² + 8s + 27)
ωn = rad/s
2.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 33 Ω,L = 50 mH,C = 47 µF,在 t = 0 时接到 10 V 的阶跃上。电容未充电,阶跃之前没有电流。 求电压第一个峰值出现的时间 tp,单位 ms。
R = 33 ΩL = 50 mHC = 47 µFV = 10 V
tp = ms
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 48(s + 4)/(s(s + 11)) 在 ω = 8 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 48(s + 4)/(s(s + 11))ω = 8 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 4/(s(s + 1)(s + 2))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 4/(s(s + 1)(s + 2))
GM = dB
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路的开环传递函数为 L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6))。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6))
Kmax =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 9)/(s(s + 1)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −1 之间离开实轴,绕一圈后在零点左侧再次汇入实轴。求分离点 sb。
L(s) = K(s + 9)/(s(s + 1))
sb =
7.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 2.5/(10s + 1) 由比例增益 K = 5 在单位负反馈回路中控制。求阶跃输入的稳态误差 ess,以阶跃大小的百分数表示。
G(s) = 2.5/(10s + 1)K = 5
ess = %
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) = 2/(s(s + 6))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 2/(s(s + 6))K = 40
ts = s
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 8/(s + 3) 带有一个增益为 H₁ = 4 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) = 8/(s + 3)H₁ = 4K = 2
p =
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) = 4/(s + 10)。在 R = 0 时,大小为 10 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.8 的最小增益 K。
G(s) = 4/(s + 10)D = 10css ≤ 0.8
K =