1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 3/(s² + 4s + 6),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 3/(s² + 4s + 6)
%OS = %
2.阶跃响应困难
质量 m = 2.5 kg 的物体挂在弹簧 k = 5000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 89 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 = 10 N。 求阻尼比 ζ。
m = 2.5 kgk = 5000 N/mc = 89 N·s/mF = 10 N
ζ =
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 高通滤波器有R = 10 Ω, L = 10 mH。输入为40 Hz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 10 ΩL = 10 mHf = 40 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) = 4/(s(s + 1)(s + 3))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 4/(s(s + 1)(s + 3))
GM = dB
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
某单位负反馈回路的 L(s) = K(s + 9)/(s(s + 2)(s + 4)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 9)/(s(s + 2)(s + 4))
Kmax =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于回路 L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6)),求使闭环极点位于 s = −3 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6))s = −3
K =
7.稳态误差与 PID 控制中等
某单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 5)),必须以 0.2 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 2t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 5))r(t) = 2tess = 0.2
K =
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 = 6 rad/s 和 ζ = 0.7。求积分增益 Ki。
G(s) = 1/(s + 4)ωₙ = 6 rad/sζ = 0.7
Ki =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 10/(s + 3) 带有一个增益为 H₁ = 4 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) = 10/(s + 3)H₁ = 4K = 11
T(0) =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = 32/(s(s + 7)) 放在传感器增益为 H = 2 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的虚部 ωd(取正值),单位 rad/s。
G(s) = 32/(s(s + 7))H = 2
ωd = rad/s