1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 4/(s² + s + 8),输入为单位阶跃。 求固有频率 ωn,单位 rad/s。
G(s) = 4/(s² + s + 8)
ωn = rad/s
2.阶跃响应困难
质量 m = 4 kg 的物体挂在弹簧 k = 500 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 45 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 = 100 N。 求位移的百分比超调量 %OS。
m = 4 kgk = 500 N/mc = 45 N·s/mF = 100 N
%OS = %
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 低通滤波器有R = 22 kΩ, C = 100 nF。输入为220 Hz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 22 kΩC = 100 nFf = 220 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) = 480/(s(s + 20))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 480/(s(s + 20))
ωc = rad/s
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
某单位负反馈回路的 L(s) = K(s + 9)/(s(s + 1)(s + 3)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K(s + 9)/(s(s + 1)(s + 3))
Kmax =
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(s + 1)(s + 6))。求根轨迹渐近线与实轴的交点 σa。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 6))
σa =
7.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 2 + 3t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 4/(s(s + 2)(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 4/(s(s + 2)(s + 5))r(t) = 2 + 3t
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) = 2/(s(s + 10))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.5 的增益 K。
G(s) = 2/(s(s + 10))ζ = 0.5
K =
9.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 46/(s(s + 2))。参考输入是斜坡 r(t) = 5·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 46/(s(s + 2))r(t) = 5·t
ess =
10.方框图困难
比例控制器 K = 23 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 3/(s + 8)。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 0.5 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 23G(s) = 3/(s + 8)D = 0.5R = 10
css =