1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 165/(s² + 6s + 55),输入为单位阶跃。 求阻尼比 ζ。
G(s) = 165/(s² + 6s + 55)
ζ =
2.阶跃响应困难
质量 m = 10 kg 的物体挂在弹簧 k = 100 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 9 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 = 25 N。 求位移最大的时刻 tp。
m = 10 kgk = 100 N/mc = 9 N·s/mF = 25 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 = 1 Ω 两端,其中 L = 5 mH,C = 10 µF。 求品质因数 Q。
R = 1 ΩL = 5 mHC = 10 µF
Q =
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) = 434/(s(s + 6)(s + 7))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 434/(s(s + 6)(s + 7))
ω180 = rad/s
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 10)/((s − 2)(s + 1)) 在 s = 2 处有一个不稳定极点。用比例增益 K 围绕它构成单位负反馈回路。求使闭环稳定的最小增益 Kmin。
G(s) = (s + 10)/((s − 2)(s + 1))
Kmin =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于 L(s) = K/((s + 3)(s² + 2s + 10)),求根轨迹从上半平面复极点出发的出射角 θd,从正实轴量起。
L(s) = K/((s + 3)(s² + 2s + 10))
θd = °
7.稳态误差与 PID 控制中等
某单位负反馈回路的 G(s) = K/((s + 4)(s + 10))。求使阶跃输入的稳态误差为 20 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 4)(s + 10))ess = 20 %
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) = 2/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 5 rad/s 和 ζ = 1。求积分增益 Ki。
G(s) = 2/(s + 1)ωₙ = 5 rad/sζ = 1
Ki =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 21/(s + 5) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.2。 在 R 处施加大小为 12 的阶跃。求稳态输出 css。
G(s) = 21/(s + 5)H = 0.2R = 12
css =
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) = 9/(s + 7)。在 R = 0 时,大小为 5 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.1286 的最小增益 K。
G(s) = 9/(s + 7)D = 5css ≤ 0.1286
K =