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。 求固有频率 ωn,单位 rad/s。
G(s) = 88/(s² + 7s + 44)
ωn = rad/s
2.阶跃响应困难
质量 m = 0.5 kg 的物体挂在弹簧 k = 400 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 14 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 = 0.5 kgk = 400 N/mc = 14 N·s/mF = 20 N
xmax = mm
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 36(s + 3)/(s(s + 4)) 在 ω = 4 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 36(s + 3)/(s(s + 4))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) = 456/(s(s + 8)(s + 10))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 456/(s(s + 8)(s + 10))
GM = dB
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路采用负反馈,L(s) = 210/(s(s + 2)(s + 5))。有多少个闭环极点 N 位于右半平面?
L(s) = 210/(s(s + 2)(s + 5))
N =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已画出 L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 4)) 的根轨迹。求轨迹与虚轴相交处的频率 ω。
L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 4))
ω = rad/s
7.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 5/(2s + 1) 由比例增益 K = 1 在单位负反馈回路中控制。求阶跃输入的稳态误差 ess,以阶跃大小的百分数表示。
G(s) = 5/(2s + 1)K = 1
ess = %
8.稳态误差与 PID 控制困难
PI 控制器 C(s) = 2 + 10/s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 4/((s + 5)(s + 10))。求斜坡输入 r(t) = 5t 的稳态误差 ess。
C(s) = 2 + 10/sG(s) = 4/((s + 5)(s + 10))r(t) = 5t
ess =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 4/(s + 7) 带有一个增益为 H₁ = 2 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 7 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 + 7)H₁ = 2K = 7
T(0) =
10.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 20/(s + 4),G₂ = 9/(s + 5),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 0.5,外部有负反馈 H₂ = 0.2。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 20/(s + 4)G₂ = 9/(s + 5)H₁ = 0.5H₂ = 0.2
T(0) =