1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 38.5/(s² + 3s + 77),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) = 38.5/(s² + 3s + 77)
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 5 % 的超调量,第一个峰出现在 t = 0.5 s。求固有频率 ωn。
%OS = 5 %tp = 0.5 s
ωn = rad/s
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 低通滤波器有R = 22 Ω, L = 4.7 mH。输入为2.2 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 22 ΩL = 4.7 mHf = 2.2 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 + 5)(s + 10))。 求给出 15 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 10))GM = 15 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 + 9)/(s(s + 1)(s + 3)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 9)/(s(s + 1)(s + 3))
Kmax =
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
输入 r(t) = 10 + 5t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 50(s + 2)/(s(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 50(s + 2)/(s(s + 10))r(t) = 10 + 5t
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 16 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 4/(s(s + 4))。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 4/(s(s + 4))K = 16
%OS = %
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 6/(s + 1) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 2。 在 R 处施加大小为 24 的阶跃。求稳态输出 css。
G(s) = 6/(s + 1)H = 2R = 24
css =
10.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 8/(s + 2),G₂ = 9/(s + 2),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 2,外部有负反馈 H₂ = 0.2。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 8/(s + 2)G₂ = 9/(s + 2)H₁ = 2H₂ = 0.2
T(0) =