1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 97/(s² + 16s + 97),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) = 97/(s² + 16s + 97)
ts = s
2.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = 215/(s(s + 16))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 215/(s(s + 16))
ts = s
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 3.3 kΩ, C = 2.2 nF。输入为88 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 3.3 kΩC = 2.2 nFf = 88 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) = 18/(s(s + 2)(s + 3))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 18/(s(s + 2)(s + 3))
ω180 = rad/s
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 8)/((s − 2)(s + 2)) 在 s = 2 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 + 8)/((s − 2)(s + 2))
Kmin =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 11)/(s(s + 6)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −6 之间离开实轴,绕一圈后在零点左侧再次汇入实轴。求汇合点 si。
L(s) = K(s + 11)/(s(s + 6))
si =
7.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 2t 加到 G(s) = 5/(s(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 5/(s(s + 5))r(t) = 2t
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 2 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 4/(s(s + 1))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.8 的微分增益 Kd。
G(s) = 4/(s(s + 1))Kp = 2ζ = 0.8
Kd = s
9.方框图中等
被控对象 G(s) = K/(s(s + 16)) 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(s + 16))单位负反馈
K =
10.方框图困难
比例控制器 K = 14 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 10/(s + 4)。扰动 D 在被控对象输入处进入(加到控制器输出上)。 令 R = 0,施加大小为 5 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 14G(s) = 10/(s + 4)D = 5R = 0
css =