1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 297/(s² + 3s + 99),输入为单位阶跃。 求固有频率 ωn,单位 rad/s。
G(s) = 297/(s² + 3s + 99)
ωn = rad/s
2.阶跃响应困难
质量 m = 10 kg 的物体挂在弹簧 k = 1000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 120 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 = 20 N。 求最大位移 xmax,单位 mm。
m = 10 kgk = 1000 N/mc = 120 N·s/mF = 20 N
xmax = mm
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 1 kΩ, C = 2.2 nF。输入为140 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 1 kΩC = 2.2 nFf = 140 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) = 60/(s(s + 4)(s + 6))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 60/(s(s + 4)(s + 6))
ω180 = rad/s
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
某单位负反馈回路的 L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 5)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 5))
Kmax =
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 + 5)/((s + 8)(s + 1)(s + 6))。求根轨迹渐近线与实轴的交点 σa。
L(s) = K(s + 5)/((s + 8)(s + 1)(s + 6))
σa =
7.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 10·t²/2 加到 G(s) = 4(s + 3)/(s²(s + 4)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 4(s + 3)/(s²(s + 4))r(t) = 10·t²/2
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 5 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s(s + 6))。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 10/(s(s + 6))K = 5
%OS = %
9.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 11(s + 7)/((s + 2)(s + 5))。在参考输入处施加大小为 10 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 11(s + 7)/((s + 2)(s + 5))R = 10
ess =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = K/(s(s + 2)(s + 10)) 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(s + 2)(s + 10))单位负反馈
Kmax =