1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 88/(s² + 7s + 44),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) = 88/(s² + 7s + 44)
ts = s
2.阶跃响应困难
质量 m = 2 kg 的物体挂在弹簧 k = 500 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 13 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 = 25 N。 求最大位移 xmax,单位 mm。
m = 2 kgk = 500 N/mc = 13 N·s/mF = 25 N
xmax = mm
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 高通滤波器有R = 10 Ω, L = 4.7 mH。输入为68 Hz的正弦信号。 求增益 |H| = |vout/vin|,以 dB 表示。
R = 10 ΩL = 4.7 mHf = 68 Hz
|H| = dB
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) = 174/(s(s + 4)(s + 7))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 174/(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 = 27.5 下运行,L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10))。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 + 1)(s + 10))K = 27.5
m =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −3 之间离开实轴。求分离点 sb。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6))
sb =
7.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 0.5t 加到 G(s) = 20(s + 1)/(s(s + 2)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20(s + 1)/(s(s + 2))r(t) = 0.5t
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 + 8))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.707 的增益 K。
G(s) = 2/(s(s + 8))ζ = 0.707
K =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 4/(s + 1) 带有一个增益为 H₁ = 4 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 5 和一个外部单位负反馈回路构成闭环系统。 求闭环直流增益 T(0)。
G(s) = 4/(s + 1)H₁ = 4K = 5
T(0) =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 8)) 放在单位负反馈回路中。 用劳斯–赫尔维茨判据求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
G(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 8))单位负反馈
Kmax =