1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 10/(s² + 5s + 10),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 10/(s² + 5s + 10)
tp = s
2.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 12))。求使阶跃响应有 15 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 12))%OS = 15 %
K =
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 10 kΩ, C = 100 nF。输入为640 Hz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 10 kΩC = 100 nFf = 640 Hz
φ = °
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 + 10))。 求给出 5 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 7)(s + 10))GM = 5 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 + 6)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 6))
Kmax =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于 L(s) = K/((s + 3)(s² + 8s + 17)),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 + 8s + 17))
θd = °
7.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 2.5/(1s + 1) 由比例增益 K = 2 在单位负反馈回路中控制。求阶跃输入的稳态误差 ess,以阶跃大小的百分数表示。
G(s) = 2.5/(1s + 1)K = 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) = 2/(s + 5)。闭环必须满足 ωₙ = 8 rad/s 和 ζ = 0.6。求积分增益 Ki。
G(s) = 2/(s + 5)ωₙ = 8 rad/sζ = 0.6
Ki =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 21/(s + 10) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.2。 求闭环的时间常数 τ。
G(s) = 21/(s + 10)H = 0.2
τ = s
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) = 10/(s + 7)。在 R = 0 时,大小为 2 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.1429 的最小增益 K。
G(s) = 10/(s + 7)D = 2css ≤ 0.1429
K =