1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 82/(s² + 5s + 82),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 82/(s² + 5s + 82)
tp = s
2.阶跃响应困难
质量 m = 1 kg 的物体挂在弹簧 k = 1000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 38 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 = 50 N。 求位移最大的时刻 tp。
m = 1 kgk = 1000 N/mc = 38 N·s/mF = 50 N
tp = s
3.伯德图与裕度中等
在图中所示的串联 RLC 带通滤波器中,输出取自 R = 10 Ω 两端,其中 L = 10 mH,C = 10 µF。 求中心(谐振)频率 f0,单位为 Hz。
R = 10 ΩL = 10 mHC = 10 µF
f0 = Hz
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) = 22/(s(s + 1)(s + 8))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 22/(s(s + 1)(s + 8))
ω180 = rad/s
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) = 3000/(s(s + 5)(s + 10))。有多少个闭环极点 N 位于右半平面?
L(s) = 3000/(s(s + 5)(s + 10))
N =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/((s + 6)(s + 10)) 的根轨迹。求分离点 sb 处的增益 K,此时两个闭环极点在实轴上相遇。
L(s) = K/((s + 6)(s + 10))
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 + 2)),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 + 2))r(t) = 2tess = 0.2
K =
8.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 50 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 5/(s(s + 10))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 5/(s(s + 10))K = 50
ts = s
9.方框图中等
被控对象 G(s) = K/(s(s + 10)) 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 + 10))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) = 8/(s + 8)。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 0.02 的最小增益 K。
G(s) = 8/(s + 8)D = 1css ≤ 0.02
K =