1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 22/(s² + 5s + 11),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 22/(s² + 5s + 11)
%OS = %
2.阶跃响应困难
质量 m = 10 kg 的物体挂在弹簧 k = 5000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 224 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 = 100 N。 求位移的百分比超调量 %OS。
m = 10 kgk = 5000 N/mc = 224 N·s/mF = 100 N
%OS = %
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 20(s + 3)/(s(s + 7)) 在 ω = 5 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 20(s + 3)/(s(s + 7))ω = 5 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) = 60/(s(s + 5))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 60/(s(s + 5))
ωc = rad/s
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 1)/((s − 1)(s + 1)) 在 s = 1 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 + 1)/((s − 1)(s + 1))
Kmin =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 14)/(s(s + 7)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −7 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 + 14)/(s(s + 7))
si =
7.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 4·t²/2 加到 G(s) = 20(s + 1)/(s²(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20(s + 1)/(s²(s + 5))r(t) = 4·t²/2
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 + 4))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.5 的增益 K。
G(s) = 2/(s(s + 4))ζ = 0.5
K =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 5/(s + 8) 带有一个增益为 H₁ = 1 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 19 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) = 5/(s + 8)H₁ = 1K = 19
T(0) =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = 34/(s(s + 6)) 放在传感器增益为 H = 0.5 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的实部 σ。
G(s) = 34/(s(s + 6))H = 0.5
σ =