1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 42/(s² + 5s + 42),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 42/(s² + 5s + 42)
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 = 10 N。 求位移最大的时刻 tp。
m = 20 kgk = 200 N/mc = 13 N·s/mF = 10 N
tp = s
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 1463/((s + 11)(s + 19)) 在 ω = 2 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 1463/((s + 11)(s + 19))ω = 2 rad/s
|G(jω)| = 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) = 262/(s(s + 5)(s + 6))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 262/(s(s + 5)(s + 6))
ω180 = rad/s
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 32 下运行,L(s) = K/(s(s + 2)(s + 6))。在闭环变得不稳定之前,增益最多可以提高到原来的多少倍 m?
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 6))K = 32
m =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/(s(s + 5)) 的根轨迹。求使闭环极点的阻尼比为 ζ = 0.707 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 5))ζ = 0.707
K =
7.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 5 + 4t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 20(s + 3)/(s(s + 1)(s + 2)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20(s + 3)/(s(s + 1)(s + 2))r(t) = 5 + 4t
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 10 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s(s + 6))。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 10/(s(s + 6))K = 10
%OS = %
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 21/(s + 4) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 2。 在 R 处施加大小为 10 的阶跃。求稳态输出 css。
G(s) = 21/(s + 4)H = 2R = 10
css =
10.方框图困难
比例控制器 K = 25 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 6/(s + 9)。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 0.5 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 25G(s) = 6/(s + 9)D = 0.5R = 0
css =