1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 48.5/(s² + 11s + 97),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) = 48.5/(s² + 11s + 97)
ts = s
2.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 6 Ω,L = 10 mH,C = 10 µF,在 t = 0 时接到 5 V 的阶跃上。电容未充电,阶跃之前没有电流。 求电压第一个峰值出现的时间 tp,单位 ms。
R = 6 ΩL = 10 mHC = 10 µFV = 5 V
tp = ms
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 = 5 Ω 两端,其中 L = 2 mH,C = 1 µF。 求中心(谐振)频率 f0,单位为 Hz。
R = 5 ΩL = 2 mHC = 1 µF
f0 = Hz
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) = 11.6/(s(s + 4))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 11.6/(s(s + 4))
ωc = rad/s
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路的开环传递函数为 L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10))。把增益提高到闭环处于稳定边缘。求持续振荡的频率 ω。
L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10))
ω = rad/s
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 + 4)(s + 5)) 的根轨迹。求轨迹与虚轴相交处的频率 ω。
L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 5))
ω = rad/s
7.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 0.5t 加到 G(s) = 10(s + 2)/(s(s + 2)(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 10(s + 2)/(s(s + 2)(s + 10))r(t) = 0.5t
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 5 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 4/(s(s + 4))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.707 的微分增益 Kd。
G(s) = 4/(s(s + 4))Kp = 5ζ = 0.707
Kd = s
9.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 9(s + 7)/((s + 4)(s + 8))。在参考输入处施加大小为 5 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 9(s + 7)/((s + 4)(s + 8))R = 5
ess =
10.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 18/(s + 1),G₂ = 7/(s + 8),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 4,外部有负反馈 H₂ = 0.2。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 18/(s + 1)G₂ = 7/(s + 8)H₁ = 4H₂ = 0.2
T(0) =