1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 10/(s² + 3s + 10),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 10/(s² + 3s + 10)
tp = s
2.阶跃响应困难
质量 m = 0.5 kg 的物体挂在弹簧 k = 800 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 4 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 = 100 N。 求位移最大的时刻 tp。
m = 0.5 kgk = 800 N/mc = 4 N·s/mF = 100 N
tp = s
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 24(s + 17)/(s(s + 18)) 在 ω = 1 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 24(s + 17)/(s(s + 18))ω = 1 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 92/(s(s + 5)(s + 8))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 92/(s(s + 5)(s + 8))
ω180 = rad/s
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 + 3)(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 + 3)(s + 8))
ω = rad/s
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
某单位负反馈回路的 L(s) = K/((s + 5)(s + 2)(s + 8))。求根轨迹渐近线与实轴的交点 σa。
L(s) = K/((s + 5)(s + 2)(s + 8))
σa =
7.稳态误差与 PID 控制中等
某单位负反馈回路的 G(s) = K/((s + 4)(s + 10))。求使阶跃输入的稳态误差为 20 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 4)(s + 10))ess = 20 %
K =
8.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 20 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 2/(s(s + 10))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 2/(s(s + 10))K = 20
ts = s
9.方框图中等
被控对象 G(s) = K/(s(s + 20)) 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 + 20))单位负反馈
K =
10.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 12/(s + 4),G₂ = 7/(s + 5),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 1,外部有负反馈 H₂ = 1。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 12/(s + 4)G₂ = 7/(s + 5)H₁ = 1H₂ = 1
T(0) =