1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 100/(s² + 7s + 50),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) = 100/(s² + 7s + 50)
ts = s
2.阶跃响应困难
一个没有零点的二阶系统,其阶跃响应显示出 40 % 的超调量,第一个峰出现在 t = 0.5 s。求固有频率 ωn。
%OS = 40 %tp = 0.5 s
ωn = rad/s
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 28(s + 1)/(s(s + 14)) 在 ω = 5 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 28(s + 1)/(s(s + 14))ω = 5 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 + 1)(s + 5))。 求给出 4 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5))GM = 4 dB
K =
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 180 下运行,L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10))。在闭环变得不稳定之前,增益最多可以提高到原来的多少倍 m?
L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10))K = 180
m =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已画出 L(s) = K/((s + 1)(s + 5)(s + 6)) 的根轨迹。求轨迹与虚轴相交处的频率 ω。
L(s) = K/((s + 1)(s + 5)(s + 6))
ω = rad/s
7.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 1t 加到 G(s) = 2/(s(s + 2)(s + 4)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 2/(s(s + 2)(s + 4))r(t) = 1t
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 8 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 2/(s(s + 3))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.9 的微分增益 Kd。
G(s) = 2/(s(s + 3))Kp = 8ζ = 0.9
Kd = s
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 27/(s + 6) 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) = 27/(s + 6)H = 0.2
τ = s
10.方框图困难
比例控制器 K = 4 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 4/(s + 5)。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 1 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 4G(s) = 4/(s + 5)D = 1R = 0
css =