1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 42/(s² + 3s + 42),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 42/(s² + 3s + 42)
tp = s
2.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 20))。求使阶跃响应有 20 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 20))%OS = 20 %
K =
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 1 kΩ, C = 10 nF。输入为32 kHz的正弦信号。 求增益 |H| = |vout/vin|,以 dB 表示。
R = 1 kΩC = 10 nFf = 32 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) = 10/(s(s + 2)(s + 3))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 10/(s(s + 2)(s + 3))
ω180 = rad/s
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 10)/((s − 1)(s + 5)) 在 s = 1 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 + 10)/((s − 1)(s + 5))
Kmin =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/((s + 5)(s + 9)) 的根轨迹。求分离点 sb 处的增益 K,此时两个闭环极点在实轴上相遇。
L(s) = K/((s + 5)(s + 9))
K =
7.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 2·t²/2 加到 G(s) = 10(s + 2)/(s²(s + 4)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 10(s + 2)/(s²(s + 4))r(t) = 2·t²/2
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 + 8))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 10/(s(s + 8))K = 8
ts = s
9.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 8(s + 3)/((s + 1)(s + 6))。在参考输入处施加大小为 10 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 8(s + 3)/((s + 1)(s + 6))R = 10
ess =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = 18/(s(s + 3)) 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。 求它们的虚部 ωd(取正值),单位 rad/s。
G(s) = 18/(s(s + 3))H = 0.5
ωd = rad/s