1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 40/(s² + 4s + 20),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 40/(s² + 4s + 20)
tp = s
2.阶跃响应困难
质量 m = 5 kg 的物体挂在弹簧 k = 100 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 4 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。 求位移的百分比超调量 %OS。
m = 5 kgk = 100 N/mc = 4 N·s/mF = 10 N
%OS = %
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 47 kΩ, C = 4.7 nF。输入为2.2 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 47 kΩC = 4.7 nFf = 2.2 kHz
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) = 154/(s(s + 4)(s + 7))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 154/(s(s + 4)(s + 7))
GM = dB
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 64 下运行,L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))。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 + 2)(s + 8))K = 64
m =
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 + 4)(s + 8)(s + 3))。求根轨迹渐近线与实轴的交点 σa。
L(s) = K/((s + 4)(s + 8)(s + 3))
σa =
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 + 2)),必须以 0.01 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 1t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 2))r(t) = 1tess = 0.01
K =
8.稳态误差与 PID 控制困难
PI 控制器 C(s) = 1 + 10/s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 20/((s + 4)(s + 10))。求斜坡输入 r(t) = 2t 的稳态误差 ess。
C(s) = 1 + 10/sG(s) = 20/((s + 4)(s + 10))r(t) = 2t
ess =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = K/((s + 3)(s + 10)) 放在单位负反馈回路中。求使闭环处于临界阻尼(两个相等的实极点)的增益 K。
G(s) = K/((s + 3)(s + 10))单位负反馈
K =
10.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 9/(s + 1),G₂ = 4/(s + 5),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 1,外部有负反馈 H₂ = 0.25。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 9/(s + 1)G₂ = 4/(s + 5)H₁ = 1H₂ = 0.25
T(0) =