1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 92/(s² + 2s + 46),输入为单位阶跃。 求固有频率 ωn,单位 rad/s。
G(s) = 92/(s² + 2s + 46)
ωn = rad/s
2.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 21 Ω,L = 20 mH,C = 47 µF,在 t = 0 时接到 10 V 的阶跃上。电容未充电,阶跃之前没有电流。 求无阻尼固有频率 ωn,单位 rad/s。
R = 21 ΩL = 20 mHC = 47 µFV = 10 V
ωn = rad/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 = 47 nF。输入为36 Hz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 47 kΩC = 47 nFf = 36 Hz
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) = 152/(s(s + 4)(s + 8))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 152/(s(s + 4)(s + 8))
ω180 = rad/s
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 5)/((s − 3)(s + 5)) 在 s = 3 处有一个不稳定极点。用比例增益 K 围绕它构成单位负反馈回路。求使闭环稳定的最小增益 Kmin。
G(s) = (s + 5)/((s − 3)(s + 5))
Kmin =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/(s(s + 2)) 的根轨迹。求使闭环极点的阻尼比为 ζ = 0.5 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 2))ζ = 0.5
K =
7.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 2 + 4t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 5/(s(s + 1)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 5/(s(s + 1))r(t) = 2 + 4t
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) = 10/(s + 4)。闭环必须满足 ωₙ = 4 rad/s 和 ζ = 0.8。求比例增益 Kp。
G(s) = 10/(s + 4)ωₙ = 4 rad/sζ = 0.8
Kp =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 13/(s + 2) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.5。 求闭环的时间常数 τ。
G(s) = 13/(s + 2)H = 0.5
τ = s
10.方框图困难
被控对象 G(s) = 34/(s(s + 6)) 放在传感器增益为 H = 1 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的虚部 ωd(取正值),单位 rad/s。
G(s) = 34/(s(s + 6))H = 1
ωd = rad/s