1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 88/(s² + 7s + 88),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 88/(s² + 7s + 88)
tp = 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 5 % 的超调量,第一个峰出现在 t = 2 s。求固有频率 ωn。
%OS = 5 %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 = 2.2 kΩ, C = 4.7 nF。输入为150 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 2.2 kΩC = 4.7 nFf = 150 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) = K/(s(s + 4)(s + 7))。 求给出 5 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 7))GM = 5 dB
K =
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
某单位负反馈回路的 L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 4)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 4))
Kmax =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已画出 L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 5)) 的根轨迹。求轨迹与虚轴相交处的频率 ω。
L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 5))
ω = rad/s
7.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 10 + 0.5t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 2/(s(s + 2)(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 2/(s(s + 2)(s + 5))r(t) = 10 + 0.5t
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 8 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s(s + 6))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 10/(s(s + 6))K = 8
ts = s
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 2/(s + 6) 带有一个增益为 H₁ = 3 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 13 和一个外部单位负反馈回路构成闭环系统。 求闭环直流增益 T(0)。
G(s) = 2/(s + 6)H₁ = 3K = 13
T(0) =
10.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 14/(s + 2),G₂ = 8/(s + 5),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 1,外部有负反馈 H₂ = 0.5。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 14/(s + 2)G₂ = 8/(s + 5)H₁ = 1H₂ = 0.5
T(0) =