1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 66/(s² + 2s + 66),输入为单位阶跃。 求阻尼比 ζ。
G(s) = 66/(s² + 2s + 66)
ζ =
2.阶跃响应困难
质量 m = 2.5 kg 的物体挂在弹簧 k = 400 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 = 100 N。 求位移的百分比超调量 %OS。
m = 2.5 kgk = 400 N/mc = 13 N·s/mF = 100 N
%OS = %
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 1 kΩ, C = 47 nF。输入为34 kHz的正弦信号。 求增益 |H| = |vout/vin|,以 dB 表示。
R = 1 kΩC = 47 nFf = 34 kHz
|H| = 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) = K/(s(s + 6)(s + 9))。 求给出 2 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 9))GM = 2 dB
K =
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路的开环传递函数为 L(s) = K/(s(s + 1)(s + 3))。把增益提高到闭环处于稳定边缘。求持续振荡的频率 ω。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 3))
ω = rad/s
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
某单位负反馈回路的 L(s) = K/((s + 6)(s + 5)(s + 4))。求根轨迹渐近线与实轴的交点 σa。
L(s) = K/((s + 6)(s + 5)(s + 4))
σa =
7.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 4t 加到 G(s) = 50/(s(s + 4)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 50/(s(s + 4))r(t) = 4t
ess =
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 = 0.8。求比例增益 Kp。
G(s) = 4/(s + 4)ωₙ = 5 rad/sζ = 0.8
Kp =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 10/(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 = 11 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) = 10/(s + 2)H₁ = 0.5K = 11
p =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = K/(s(s + 1)(s + 9)) 放在单位负反馈回路中。 在最大稳定增益时回路发生振荡。求振荡频率 ω,单位 rad/s。
G(s) = K/(s(s + 1)(s + 9))单位负反馈
ω = rad/s