1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 38/(s² + 7s + 19),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) = 38/(s² + 7s + 19)
ts = s
2.阶跃响应困难
一个没有零点的二阶系统,其阶跃响应显示出 2 % 的超调量,第一个峰出现在 t = 0.8 s。求固有频率 ωn。
%OS = 2 %tp = 0.8 s
ωn = rad/s
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 2890/((s + 10)(s + 17)) 在 ω = 1 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 2890/((s + 10)(s + 17))ω = 1 rad/s
|G(jω)| = 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) = 24/(s(s + 8))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 24/(s(s + 8))
ωc = rad/s
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 180 下运行,L(s) = K/(s(s + 8)(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 + 8)(s + 10))K = 180
m =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 9)/(s(s + 3)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −3 之间离开实轴,绕一圈后在零点左侧再次汇入实轴。求汇合点 si。
L(s) = K(s + 9)/(s(s + 3))
si =
7.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 10 + 2t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 20/(s(s + 2)(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20/(s(s + 2)(s + 5))r(t) = 10 + 2t
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
PI 控制器 C(s) = 1 + 2/s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/((s + 2)(s + 5))。求斜坡输入 r(t) = 5t 的稳态误差 ess。
C(s) = 1 + 2/sG(s) = 10/((s + 2)(s + 5))r(t) = 5t
ess =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = K/(s(s + 7)) 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 + 7))单位负反馈
K =
10.方框图困难
比例控制器 K 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 7/(s + 7)。在 R = 0 时,大小为 1 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.05 的最小增益 K。
G(s) = 7/(s + 7)D = 1css ≤ 0.05
K =