1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 44.5/(s² + 7s + 89),输入为单位阶跃。 求阻尼比 ζ。
G(s) = 44.5/(s² + 7s + 89)
ζ =
2.阶跃响应困难
质量 m = 1 kg 的物体挂在弹簧 k = 1000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 32 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 = 10 N。 求位移的百分比超调量 %OS。
m = 1 kgk = 1000 N/mc = 32 N·s/mF = 10 N
%OS = %
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 9/((s + 1)(s + 3)) 在 ω = 0.5 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 9/((s + 1)(s + 3))ω = 0.5 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) = 13.6/(s(s + 8))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 13.6/(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 + 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 + 3)(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 + 3)(s + 5)(s + 6))
ω = rad/s
7.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 1 + 0.5t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 4(s + 3)/(s(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 4(s + 3)/(s(s + 10))r(t) = 1 + 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) = 1/(s + 5)。闭环必须满足 ωₙ = 6 rad/s 和 ζ = 0.8。求比例增益 Kp。
G(s) = 1/(s + 5)ωₙ = 6 rad/sζ = 0.8
Kp =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = K/((s + 1)(s + 2)) 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 + 1)(s + 2))单位负反馈
K =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 6)) 放在单位负反馈回路中。 用劳斯–赫尔维茨判据求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
G(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 6))单位负反馈
Kmax =