1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 150/(s² + 6s + 75),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 150/(s² + 6s + 75)
σ =
2.阶跃响应困难
质量 m = 4 kg 的物体挂在弹簧 k = 5000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 28 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 = 5 N。 求位移的百分比超调量 %OS。
m = 4 kgk = 5000 N/mc = 28 N·s/mF = 5 N
%OS = %
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 4.7 kΩ, C = 2.2 nF。输入为62 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 4.7 kΩC = 2.2 nFf = 62 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) = 60/(s(s + 3)(s + 4))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 60/(s(s + 3)(s + 4))
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 + 10)/(s(s + 2)(s + 3)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 2)(s + 3))
Kmax =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已画出 L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 6)) 的根轨迹。求轨迹与虚轴相交处的频率 ω。
L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 6))
ω = rad/s
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 + 10)),必须以 0.5 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 5t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 10))r(t) = 5tess = 0.5
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) = 5/(s + 2)。闭环必须满足 ωₙ = 4 rad/s 和 ζ = 0.5。求比例增益 Kp。
G(s) = 5/(s + 2)ωₙ = 4 rad/sζ = 0.5
Kp =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 8/(s + 1) 带有一个增益为 H₁ = 2 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 12 和一个外部单位负反馈回路构成闭环系统。 求闭环极点 p。
G(s) = 8/(s + 1)H₁ = 2K = 12
p =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = 24/(s(s + 3)) 放在传感器增益为 H = 1 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的实部 σ。
G(s) = 24/(s(s + 3))H = 1
σ =