1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 30.5/(s² + 12s + 61),输入为单位阶跃。 求阻尼比 ζ。
G(s) = 30.5/(s² + 12s + 61)
ζ =
2.阶跃响应困难
质量 m = 1 kg 的物体挂在弹簧 k = 800 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 23 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 = 1 kgk = 800 N/mc = 23 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 = 47 kΩ, C = 1 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 = 47 kΩC = 1 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) = 28/(s(s + 8))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 28/(s(s + 8))
ωc = rad/s
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 8 下运行,L(s) = K/(s(s + 1)(s + 4))。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 + 1)(s + 4))K = 8
m =
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 + 10)(s + 5)(s + 1))。求根轨迹渐近线与实轴的交点 σa。
L(s) = K/((s + 10)(s + 5)(s + 1))
σa =
7.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 10 + 3t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 20/(s(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20/(s(s + 10))r(t) = 10 + 3t
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 50 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 5/(s(s + 5))。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 5/(s(s + 5))K = 50
tp = s
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 15/(s + 4) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 2。 在 R 处施加大小为 10 的阶跃。求稳态输出 css。
G(s) = 15/(s + 4)H = 2R = 10
css =
10.方框图困难
比例控制器 K = 3 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 5/(s + 9)。扰动 D 在被控对象输入处进入(加到控制器输出上)。 同时施加大小为 10 的参考阶跃和大小为 1 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 3G(s) = 5/(s + 9)D = 1R = 10
css =