1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 27/(s² + 9s + 54),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 27/(s² + 9s + 54)
σ =
2.阶跃响应困难
质量 m = 0.5 kg 的物体挂在弹簧 k = 2000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 38 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。 求位移最大的时刻 tp。
m = 0.5 kgk = 2000 N/mc = 38 N·s/mF = 10 N
tp = s
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 7(s + 14)/(s(s + 2)) 在 ω = 20 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 7(s + 14)/(s(s + 2))ω = 20 rad/s
∠G(jω) = °
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 + 9))。 求给出 10 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 9))GM = 10 dB
K =
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 192 下运行,L(s) = K/(s(s + 6)(s + 10))。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 + 6)(s + 10))K = 192
m =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/((s + 4)(s + 6)) 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 + 4)(s + 6))
K =
7.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 2t 加到 G(s) = 10(s + 3)/(s(s + 2)(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 10(s + 3)/(s(s + 2)(s + 5))r(t) = 2t
ess =
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) = 31/(s + 8) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.5。 在 R 处施加大小为 24 的阶跃。求稳态输出 css。
G(s) = 31/(s + 8)H = 0.5R = 24
css =
10.方框图困难
比例控制器 K 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 7/(s + 1)。在 R = 0 时,大小为 0.5 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.035 的最小增益 K。
G(s) = 7/(s + 1)D = 0.5css ≤ 0.035
K =