1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 114/(s² + 2s + 57),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 114/(s² + 2s + 57)
tp = s
2.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 8 Ω,L = 20 mH,C = 100 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 = 8 ΩL = 20 mHC = 100 µFV = 10 V
tp = ms
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 10 kΩ, C = 22 nF。输入为140 Hz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 10 kΩC = 22 nFf = 140 Hz
φ = °
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) = 16/(s(s + 8))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 16/(s(s + 8))
PM = °
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 5)/((s − 1)(s + 5)) 在 s = 1 处有一个不稳定极点。用比例增益 K 围绕它构成单位负反馈回路。求使闭环稳定的最小增益 Kmin。
G(s) = (s + 5)/((s − 1)(s + 5))
Kmin =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于 L(s) = K/((s + 3)(s² + 4s + 8)),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 + 3)(s² + 4s + 8))
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 + 5)(s + 10))。求使阶跃输入的稳态误差为 2 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 5)(s + 10))ess = 2 %
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) = 10/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 3 rad/s 和 ζ = 0.7。求比例增益 Kp。
G(s) = 10/(s + 1)ωₙ = 3 rad/sζ = 0.7
Kp =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 5/(s + 2) 带有一个增益为 H₁ = 0.5 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) = 5/(s + 2)H₁ = 0.5K = 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) = 5/(s + 1)。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 5 的最小增益 K。
G(s) = 5/(s + 1)D = 10css ≤ 5
K =