1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 33/(s² + 3s + 11),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 33/(s² + 3s + 11)
σ =
2.阶跃响应困难
质量 m = 4 kg 的物体挂在弹簧 k = 400 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 24 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。 求位移最大的时刻 tp。
m = 4 kgk = 400 N/mc = 24 N·s/mF = 20 N
tp = s
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 高通滤波器有R = 100 Ω, L = 100 mH。输入为32 Hz的正弦信号。 求增益 |H| = |vout/vin|,以 dB 表示。
R = 100 ΩL = 100 mHf = 32 Hz
|H| = 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) = 382/(s(s + 6)(s + 10))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 382/(s(s + 6)(s + 10))
GM = dB
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 10)/((s − 2)(s + 2)) 在 s = 2 处有一个不稳定极点。用比例增益 K 围绕它构成单位负反馈回路。求使闭环稳定的最小增益 Kmin。
G(s) = (s + 10)/((s − 2)(s + 2))
Kmin =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 7)/(s(s + 6)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −6 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 + 7)/(s(s + 6))
sb =
7.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 0.5/(5s + 1) 由比例增益 K = 5 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) = 0.5/(5s + 1)K = 5
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) = 2/(s(s + 1))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.8 的微分增益 Kd。
G(s) = 2/(s(s + 1))Kp = 10ζ = 0.8
Kd = s
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 29/(s + 1) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.25。 在 R 处施加大小为 10 的阶跃。求稳态输出 css。
G(s) = 29/(s + 1)H = 0.25R = 10
css =
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) = 8/(s + 3)。在 R = 0 时,大小为 10 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.5333 的最小增益 K。
G(s) = 8/(s + 3)D = 10css ≤ 0.5333
K =