1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 57/(s² + 10s + 57),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 57/(s² + 10s + 57)
tp = s
2.阶跃响应困难
质量 m = 5 kg 的物体挂在弹簧 k = 500 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 15 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 = 50 N。 求阻尼比 ζ。
m = 5 kgk = 500 N/mc = 15 N·s/mF = 50 N
ζ =
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 高通滤波器有R = 10 Ω, L = 47 mH。输入为6.8 Hz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 10 ΩL = 47 mHf = 6.8 Hz
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) = 58/(s(s + 1)(s + 8))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 58/(s(s + 1)(s + 8))
ω180 = rad/s
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 + 8)/(s(s + 3)(s + 4)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 8)/(s(s + 3)(s + 4))
Kmax =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 8)/(s(s + 5)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −5 之间离开实轴,绕一圈后在零点左侧再次汇入实轴。求分离点 sb。
L(s) = K(s + 8)/(s(s + 5))
sb =
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) = 5(s + 1)/(s²(s + 2)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 5(s + 1)/(s²(s + 2))r(t) = 2·t²/2
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 4 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 2/(s(s + 1))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.5 的微分增益 Kd。
G(s) = 2/(s(s + 1))Kp = 4ζ = 0.5
Kd = s
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 8/(s + 7) 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 = 11 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) = 8/(s + 7)H₁ = 3K = 11
T(0) =
10.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 8/(s + 1),G₂ = 6/(s + 3),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 0.5,外部有负反馈 H₂ = 0.25。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 8/(s + 1)G₂ = 6/(s + 3)H₁ = 0.5H₂ = 0.25
T(0) =