1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 64/(s² + 5s + 32),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 64/(s² + 5s + 32)
%OS = %
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 = 8 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。 求阻尼比 ζ。
m = 1 kgk = 800 N/mc = 8 N·s/mF = 10 N
ζ =
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 低通滤波器有R = 22 Ω, L = 47 mH。输入为19 Hz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 22 ΩL = 47 mHf = 19 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) = K/(s(s + 2)(s + 8))。 求给出 20 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))GM = 20 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 = 39 下运行,L(s) = K/(s(s + 3)(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 + 3)(s + 10))K = 39
m =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于回路 L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10)),求使闭环极点位于 s = −1 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10))s = −1
K =
7.稳态误差与 PID 控制中等
某单位负反馈回路的 G(s) = K/((s + 1)(s + 5))。求使阶跃输入的稳态误差为 2 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 1)(s + 5))ess = 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 + 10))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.4 的增益 K。
G(s) = 5/(s(s + 10))ζ = 0.4
K =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 6/(s + 4) 带有一个增益为 H₁ = 2 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 17 和一个外部单位负反馈回路构成闭环系统。 求闭环极点 p。
G(s) = 6/(s + 4)H₁ = 2K = 17
p =
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 + 9)。在 R = 0 时,大小为 2 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.07778 的最小增益 K。
G(s) = 7/(s + 9)D = 2css ≤ 0.07778
K =