1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 42/(s² + 5s + 14),输入为单位阶跃。 求阻尼比 ζ。
G(s) = 42/(s² + 5s + 14)
ζ =
2.阶跃响应困难
质量 m = 4 kg 的物体挂在弹簧 k = 2000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 36 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 = 20 N。 求位移最大的时刻 tp。
m = 4 kgk = 2000 N/mc = 36 N·s/mF = 20 N
tp = s
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 1 kΩ, C = 47 nF。输入为34 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 1 kΩC = 47 nFf = 34 kHz
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 + 2)(s + 5))。 求给出 12 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 5))GM = 12 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 + 1)(s + 5)(s + 6)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/((s + 1)(s + 5)(s + 6))
Kmax =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
某单位负反馈回路的 L(s) = K/(s(s + 1)(s + 4))。求根轨迹渐近线与实轴的交点 σa。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 4))
σa =
7.稳态误差与 PID 控制中等
某单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 1)),必须以 0.2 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 10t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 1))r(t) = 10tess = 0.2
K =
8.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 5/(s(s + 2))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.707 的增益 K。
G(s) = 5/(s(s + 2))ζ = 0.707
K =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = K/((s + 5)(s + 12)) 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 + 5)(s + 12))单位负反馈
K =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = K/((s + 1)(s + 2)(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 + 2)(s + 6))单位负反馈
ω = rad/s