1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 49/(s² + 12s + 98),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 49/(s² + 12s + 98)
σ =
2.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 33 Ω,L = 50 mH,C = 47 µF,在 t = 0 时接到 12 V 的阶跃上。电容未充电,阶跃之前没有电流。 求电容电压的百分比超调量 %OS。
R = 33 ΩL = 50 mHC = 47 µFV = 12 V
%OS = %
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 38(s + 12)/(s(s + 9)) 在 ω = 4 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 38(s + 12)/(s(s + 9))ω = 4 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 + 5)(s + 7))。 求给出 10 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 7))GM = 10 dB
K =
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 1)/((s − 3)(s + 2)) 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 + 1)/((s − 3)(s + 2))
Kmin =
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 + 3)(s + 5)),求使闭环极点位于 s = −1 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5))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(s + 5)),必须以 0.2 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 2t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 5))r(t) = 2tess = 0.2
K =
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) = 2/(s + 2)。闭环必须满足 ωₙ = 8 rad/s 和 ζ = 0.7。求积分增益 Ki。
G(s) = 2/(s + 2)ωₙ = 8 rad/sζ = 0.7
Ki =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 33/(s + 8) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.1。 求闭环的时间常数 τ。
G(s) = 33/(s + 8)H = 0.1
τ = s
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) = 10/(s + 1)。在 R = 0 时,大小为 1 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 1 的最小增益 K。
G(s) = 10/(s + 1)D = 1css ≤ 1
K =