1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 20/(s² + 8s + 40),输入为单位阶跃。 求固有频率 ωn,单位 rad/s。
G(s) = 20/(s² + 8s + 40)
ωn = rad/s
2.阶跃响应困难
质量 m = 8 kg 的物体挂在弹簧 k = 2000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 76 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。 求最大位移 xmax,单位 mm。
m = 8 kgk = 2000 N/mc = 76 N·s/mF = 5 N
xmax = mm
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 低通滤波器有R = 10 Ω, L = 10 mH。输入为80 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 = 80 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) = K/(s(s + 1)(s + 10))。 求给出 3 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10))GM = 3 dB
K =
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路采用负反馈,L(s) = 440/(s(s + 1)(s + 10))。有多少个闭环极点 N 位于右半平面?
L(s) = 440/(s(s + 1)(s + 10))
N =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已画出 L(s) = K/((s + 1)(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 + 1)(s + 4)(s + 6))
ω = rad/s
7.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 1·t²/2 加到 G(s) = 4(s + 2)/(s²(s + 2)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 4(s + 2)/(s²(s + 2))r(t) = 1·t²/2
ess =
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) = 2/(s + 4)。闭环必须满足 ωₙ = 10 rad/s 和 ζ = 0.6。求积分增益 Ki。
G(s) = 2/(s + 4)ωₙ = 10 rad/sζ = 0.6
Ki =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 6/(s + 1) 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 = 15 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) = 6/(s + 1)H₁ = 4K = 15
T(0) =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = 38/(s(s + 2)) 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) = 38/(s(s + 2))H = 1
σ =