1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 44/(s² + 6s + 22),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) = 44/(s² + 6s + 22)
ts = s
2.阶跃响应困难
质量 m = 20 kg 的物体挂在弹簧 k = 2000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 120 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。 求位移的百分比超调量 %OS。
m = 20 kgk = 2000 N/mc = 120 N·s/mF = 50 N
%OS = %
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 33(s + 20)/(s(s + 11)) 在 ω = 20 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 33(s + 20)/(s(s + 11))ω = 20 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) = K/(s(s + 7)(s + 9))。 求给出 20 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 7)(s + 9))GM = 20 dB
K =
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 + 2)(s + 3)(s + 5)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 5))
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 + 3)(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 + 3)(s + 6))
ω = rad/s
7.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 5 + 5t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 4(s + 2)/(s(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 4(s + 2)/(s(s + 10))r(t) = 5 + 5t
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
PI 控制器 C(s) = 2 + 1/s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 20/((s + 1)(s + 5))。求斜坡输入 r(t) = 5t 的稳态误差 ess。
C(s) = 2 + 1/sG(s) = 20/((s + 1)(s + 5))r(t) = 5t
ess =
9.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 1(s + 1)/((s + 7)(s + 8))。在参考输入处施加大小为 1 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 1(s + 1)/((s + 7)(s + 8))R = 1
ess =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = 54/(s(s + 6)) 放在传感器增益为 H = 0.5 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的实部 σ。
G(s) = 54/(s(s + 6))H = 0.5
σ =