1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 117/(s² + 2s + 39),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 117/(s² + 2s + 39)
tp = s
2.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = 260/(s(s + 5))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 260/(s(s + 5))
ts = s
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 高通滤波器有R = 220 Ω, L = 22 mH。输入为400 Hz的正弦信号。 求增益 |H| = |vout/vin|,以 dB 表示。
R = 220 ΩL = 22 mHf = 400 Hz
|H| = dB
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) = 20/(s(s + 5))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 20/(s(s + 5))
ωc = 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 − 3)(s + 3)) 在 s = 3 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 − 3)(s + 3))
Kmin =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 15)/(s(s + 8)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −8 之间离开实轴,绕一圈后在零点左侧再次汇入实轴。求汇合点 si。
L(s) = K(s + 15)/(s(s + 8))
si =
7.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 10·t²/2 加到 G(s) = 20(s + 5)/(s²(s + 1)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20(s + 5)/(s²(s + 1))r(t) = 10·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) = 5/(s + 2)。闭环必须满足 ωₙ = 6 rad/s 和 ζ = 0.5。求比例增益 Kp。
G(s) = 5/(s + 2)ωₙ = 6 rad/sζ = 0.5
Kp =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 8/(s + 1) 带有一个增益为 H₁ = 5 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 19 和一个外部单位负反馈回路构成闭环系统。 求闭环极点 p。
G(s) = 8/(s + 1)H₁ = 5K = 19
p =
10.方框图困难
比例控制器 K = 30 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 1/(s + 4)。扰动 D 在被控对象输入处进入(加到控制器输出上)。 同时施加大小为 10 的参考阶跃和大小为 1 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 30G(s) = 1/(s + 4)D = 1R = 10
css =