1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 100/(s² + 5s + 50),输入为单位阶跃。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 100/(s² + 5s + 50)
ts = s
2.阶跃响应困难
一个没有零点的二阶系统,其阶跃响应显示出 40 % 的超调量,第一个峰出现在 t = 2 s。求固有频率 ωn。
%OS = 40 %tp = 2 s
ωn = rad/s
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 3.3 kΩ, C = 22 nF。输入为1.1 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 3.3 kΩC = 22 nFf = 1.1 kHz
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) = 300/(s(s + 20))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 300/(s(s + 20))
PM = °
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 5)/((s − 2)(s + 3)) 在 s = 2 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 − 2)(s + 3))
Kmin =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 9)/(s(s + 5)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −5 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 + 5))
sb =
7.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 4t 加到 G(s) = 20/(s(s + 1)(s + 2)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20/(s(s + 1)(s + 2))r(t) = 4t
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 5 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 1/(s(s + 2))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.707 的微分增益 Kd。
G(s) = 1/(s(s + 2))Kp = 5ζ = 0.707
Kd = s
9.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 48/(s(s + 5))。参考输入是斜坡 r(t) = 2·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 48/(s(s + 5))r(t) = 2·t
ess =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = 18/(s(s + 5)) 放在传感器增益为 H = 0.5 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的实部 σ。
G(s) = 18/(s(s + 5))H = 0.5
σ =