1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 66/(s² + 3s + 22),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 66/(s² + 3s + 22)
%OS = %
2.阶跃响应困难
质量 m = 0.5 kg 的物体挂在弹簧 k = 100 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 3 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 = 100 N。 求位移最大的时刻 tp。
m = 0.5 kgk = 100 N/mc = 3 N·s/mF = 100 N
tp = s
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 425/((s + 5)(s + 17)) 在 ω = 10 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 425/((s + 5)(s + 17))ω = 10 rad/s
|G(jω)| = 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) = 24/(s(s + 8))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 24/(s(s + 8))
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 + 1)(s + 5))。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 + 1)(s + 5))
ω = rad/s
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/((s + 1)(s + 5)) 的根轨迹。求分离点 sb 处的增益 K,此时两个闭环极点在实轴上相遇。
L(s) = K/((s + 1)(s + 5))
K =
7.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 0.5t 加到 G(s) = 10(s + 3)/(s(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 10(s + 3)/(s(s + 10))r(t) = 0.5t
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) = 4/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 3 rad/s 和 ζ = 1。求比例增益 Kp。
G(s) = 4/(s + 1)ωₙ = 3 rad/sζ = 1
Kp =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = K/((s + 7)(s + 8)) 放在单位负反馈回路中。求使闭环处于临界阻尼(两个相等的实极点)的增益 K。
G(s) = K/((s + 7)(s + 8))单位负反馈
K =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 6)) 放在单位负反馈回路中。 在最大稳定增益时回路发生振荡。求振荡频率 ω,单位 rad/s。
G(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 6))单位负反馈
ω = rad/s