1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 86/(s² + 13s + 86),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 86/(s² + 13s + 86)
σ =
2.阶跃响应困难
质量 m = 20 kg 的物体挂在弹簧 k = 200 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 = 50 N。 求阻尼比 ζ。
m = 20 kgk = 200 N/mc = 13 N·s/mF = 50 N
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 = 10 Ω 两端,其中 L = 100 mH,C = 2.2 µF。 求中心(谐振)频率 f0,单位为 Hz。
R = 10 ΩL = 100 mHC = 2.2 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) = 275/(s(s + 5))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 275/(s(s + 5))
PM = °
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路采用负反馈,L(s) = 960/(s(s + 4)(s + 6))。有多少个闭环极点 N 位于右半平面?
L(s) = 960/(s(s + 4)(s + 6))
N =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −4 之间离开实轴。求分离点 sb。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5))
sb =
7.稳态误差与 PID 控制中等
某单位负反馈回路的 G(s) = K/((s + 1)(s + 10))。求使阶跃输入的稳态误差为 20 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 1)(s + 10))ess = 20 %
K =
8.稳态误差与 PID 控制困难
PI 控制器 C(s) = Kp + Ki/s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 4/(s + 4)。闭环必须满足 ωₙ = 5 rad/s 和 ζ = 0.7。求积分增益 Ki。
G(s) = 4/(s + 4)ωₙ = 5 rad/sζ = 0.7
Ki =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 2/(s + 1) 带有一个增益为 H₁ = 1 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 3 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) = 2/(s + 1)H₁ = 1K = 3
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) = 3/(s + 2)。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 0.3 的最小增益 K。
G(s) = 3/(s + 2)D = 10css ≤ 0.3
K =