1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 120/(s² + 9s + 60),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) = 120/(s² + 9s + 60)
ts = s
2.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = 220/(s(s + 20))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 220/(s(s + 20))
ts = s
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 47 kΩ, C = 100 nF。输入为8.5 Hz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 47 kΩC = 100 nFf = 8.5 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) = 84/(s(s + 4))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 84/(s(s + 4))
PM = °
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 + 4)(s + 8))。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 + 4)(s + 8))
ω = rad/s
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/(s(s + 6)) 的根轨迹。求使闭环极点的阻尼比为 ζ = 0.707 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 6))ζ = 0.707
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 + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 10(s + 2)/(s²(s + 5))r(t) = 2·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) = 1/(s + 4)。闭环必须满足 ωₙ = 8 rad/s 和 ζ = 0.5。求比例增益 Kp。
G(s) = 1/(s + 4)ωₙ = 8 rad/sζ = 0.5
Kp =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = K/(s(s + 10)) 放在单位负反馈回路中。求使闭环处于临界阻尼(两个相等的实极点)的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 10))单位负反馈
K =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = K/(s(s + 3)(s + 5)) 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 + 3)(s + 5))单位负反馈
ω = rad/s