1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 80/(s² + 9s + 80),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) = 80/(s² + 9s + 80)
ts = s
2.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 8))。求使阶跃响应有 15 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 8))%OS = 15 %
K =
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 3.3 kΩ, C = 10 nF。输入为19 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 3.3 kΩC = 10 nFf = 19 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 + 7)(s + 9))。 求给出 5 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 7)(s + 9))GM = 5 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 + 2)(s + 4))。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 + 2)(s + 4))
ω = rad/s
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 3)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −1 之间离开实轴。求分离点 sb。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 3))
sb =
7.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 10·t²/2 加到 G(s) = 4(s + 2)/(s²(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 4(s + 2)/(s²(s + 10))r(t) = 10·t²/2
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) = 10/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 3 rad/s 和 ζ = 0.8。求积分增益 Ki。
G(s) = 10/(s + 1)ωₙ = 3 rad/sζ = 0.8
Ki =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 18/(s + 2) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.5。 在 R 处施加大小为 24 的阶跃。求稳态输出 css。
G(s) = 18/(s + 2)H = 0.5R = 24
css =
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) = 4/(s + 4)。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 2 的最小增益 K。
G(s) = 4/(s + 4)D = 10css ≤ 2
K =