1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 21/(s² + 4s + 21),输入为单位阶跃。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 21/(s² + 4s + 21)
ts = s
2.阶跃响应困难
质量 m = 8 kg 的物体挂在弹簧 k = 400 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 11 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。 求最大位移 xmax,单位 mm。
m = 8 kgk = 400 N/mc = 11 N·s/mF = 20 N
xmax = mm
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 3(s + 6)/(s(s + 2)) 在 ω = 15 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 3(s + 6)/(s(s + 2))ω = 15 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 76/(s(s + 5)(s + 10))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 76/(s(s + 5)(s + 10))
ω180 = rad/s
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 + 4)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 2)(s + 4))
Kmax =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/(s(s + 2)) 的根轨迹。求使闭环极点的阻尼比为 ζ = 0.3 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 2))ζ = 0.3
K =
7.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 0.5t 加到 G(s) = 50(s + 4)/(s(s + 4)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 50(s + 4)/(s(s + 4))r(t) = 0.5t
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 8 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 5/(s(s + 2))。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 5/(s(s + 2))K = 8
tp = s
9.方框图中等
被控对象 G(s) = K/(s(s + 12)) 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 + 12))单位负反馈
K =
10.方框图困难
比例控制器 K = 28 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 4/(s + 8)。扰动 D 在被控对象输入处进入(加到控制器输出上)。 令 R = 0,施加大小为 5 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 28G(s) = 4/(s + 8)D = 5R = 0
css =