1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 82/(s² + 8s + 41),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 82/(s² + 8s + 41)
tp = s
2.阶跃响应困难
质量 m = 10 kg 的物体挂在弹簧 k = 5000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 179 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 = 20 N。 求最大位移 xmax,单位 mm。
m = 10 kgk = 5000 N/mc = 179 N·s/mF = 20 N
xmax = mm
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 低通滤波器有R = 470 Ω, L = 100 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 = 470 ΩL = 100 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) = 360/(s(s + 8))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 360/(s(s + 8))
PM = °
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 224 下运行,L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))。在闭环变得不稳定之前,增益最多可以提高到原来的多少倍 m?
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))K = 224
m =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 10)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −6 之间离开实轴。求分离点 sb。
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 10))
sb =
7.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 5/(2s + 1) 由比例增益 K = 9 在单位负反馈回路中控制。求阶跃输入的稳态误差 ess,以阶跃大小的百分数表示。
G(s) = 5/(2s + 1)K = 9
ess = %
8.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 10 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 5/(s(s + 1))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.6 的微分增益 Kd。
G(s) = 5/(s(s + 1))Kp = 10ζ = 0.6
Kd = s
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 2/(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) = 2/(s + 7)H₁ = 3K = 11
T(0) =
10.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 15/(s + 2),G₂ = 3/(s + 6),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 0.5,外部有负反馈 H₂ = 1。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 15/(s + 2)G₂ = 3/(s + 6)H₁ = 0.5H₂ = 1
T(0) =