1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 4/(s² + 4s + 8),输入为单位阶跃。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 4/(s² + 4s + 8)
ts = s
2.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 8))。求使阶跃响应有 25 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 8))%OS = 25 %
K =
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 30(s + 17)/(s(s + 1)) 在 ω = 4 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 30(s + 17)/(s(s + 1))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) = 196/(s(s + 3)(s + 10))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 196/(s(s + 3)(s + 10))
GM = dB
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 4)/((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 + 4)/((s − 3)(s + 2))
Kmin =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/((s + 5)(s + 9)) 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 + 5)(s + 9))
K =
7.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 5 + 2t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 2/(s(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 2/(s(s + 10))r(t) = 5 + 2t
ess =
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) = 5/(s + 4)。闭环必须满足 ωₙ = 4 rad/s 和 ζ = 0.6。求比例增益 Kp。
G(s) = 5/(s + 4)ωₙ = 4 rad/sζ = 0.6
Kp =
9.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 4(s + 8)/((s + 6)(s + 7))。在参考输入处施加大小为 5 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 4(s + 8)/((s + 6)(s + 7))R = 5
ess =
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 + 5)。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 0.01 的最小增益 K。
G(s) = 10/(s + 5)D = 0.5css ≤ 0.01
K =